c959e2a1d24720fd7df44a0609b4dfbf8453721c
[platform/upstream/isl.git] / doc / user.pod
1 =head1 Introduction
2
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
12
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
22
23 =head2 Backward Incompatible Changes
24
25 =head3 Changes since isl-0.02
26
27 =over
28
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
31
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
35
36 =back
37
38 =head3 Changes since isl-0.03
39
40 =over
41
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
46
47 =back
48
49 =head3 Changes since isl-0.04
50
51 =over
52
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
55
56 =back
57
58 =head3 Changes since isl-0.05
59
60 =over
61
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
64
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
69
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
75
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
79
80 =back
81
82 =head3 Changes since isl-0.06
83
84 =over
85
86 =item * The format of C<isl_printer_print_qpolynomial>'s
87 C<ISL_FORMAT_ISL> output has changed.
88 Use C<ISL_FORMAT_C> to obtain the old output.
89
90 =item * The C<*_fast_*> functions have been renamed to C<*_plain_*>.
91 Some of the old names have been kept for backward compatibility,
92 but they will be removed in the future.
93
94 =back
95
96 =head3 Changes since isl-0.07
97
98 =over
99
100 =item * The function C<isl_pw_aff_max> has been renamed to
101 C<isl_pw_aff_union_max>.
102
103 =back
104
105 =head1 Installation
106
107 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
108 or from the git repository.  Both are available from
109 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
110 The installation process depends on how you obtained
111 the source.
112
113 =head2 Installation from the git repository
114
115 =over
116
117 =item 1 Clone or update the repository
118
119 The first time the source is obtained, you need to clone
120 the repository.
121
122         git clone git://repo.or.cz/isl.git
123
124 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
125
126         git pull
127
128 =item 2 Generate C<configure>
129
130         ./autogen.sh
131
132 =back
133
134 After performing the above steps, continue
135 with the L<Common installation instructions>.
136
137 =head2 Common installation instructions
138
139 =over
140
141 =item 1 Obtain C<GMP>
142
143 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
144 Your distribution may not provide these header files by default
145 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
146 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
147 source, available from L<http://gmplib.org/>.
148
149 =item 2 Configure
150
151 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
152 To run it, just type
153
154         ./configure
155
156 optionally followed by some configure options.
157 A complete list of options can be obtained by running
158
159         ./configure --help
160
161 Below we discuss some of the more common options.
162
163 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
164 C<piplib> functionality is currently used by default.
165 The C<--with-piplib> option can
166 be used to specify which C<piplib>
167 library to use, either an installed version (C<system>),
168 an externally built version (C<build>)
169 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
170 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
171 and C<piplib>.
172
173 =over
174
175 =item C<--prefix>
176
177 Installation prefix for C<isl>
178
179 =item C<--with-gmp-prefix>
180
181 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
182
183 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
184
185 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
186
187 =item C<--with-piplib>
188
189 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
190
191 =item C<--with-piplib-prefix>
192
193 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
194
195 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
196
197 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
198
199 =item C<--with-piplib-builddir>
200
201 Location where C<build> C<piplib> was built.
202
203 =back
204
205 =item 3 Compile
206
207         make
208
209 =item 4 Install (optional)
210
211         make install
212
213 =back
214
215 =head1 Library
216
217 =head2 Initialization
218
219 All manipulations of integer sets and relations occur within
220 the context of an C<isl_ctx>.
221 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
222 All arguments of a function are required to have been allocated
223 within the same context.
224 There are currently no functions available for moving an object
225 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
226 there is currently no way of safely moving an object from one
227 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
228
229 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
230 freed using C<isl_ctx_free>.
231 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
232 before the C<isl_ctx> itself is freed.
233
234         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
235         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
236
237 =head2 Integers
238
239 All operations on integers, mainly the coefficients
240 of the constraints describing the sets and relations,
241 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
242 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
243 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
244 are wrapped inside C<isl> specific macros.
245 The basic type is C<isl_int> and the operations below
246 are available on this type.
247 The meanings of these operations are essentially the same
248 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
249 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
250 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
251 and they need to be released with C<isl_int_clear>
252 after the last use.
253 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
254 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
255 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
256 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
257
258 =over
259
260 =item isl_int_init(i)
261
262 =item isl_int_clear(i)
263
264 =item isl_int_set(r,i)
265
266 =item isl_int_set_si(r,i)
267
268 =item isl_int_set_gmp(r,g)
269
270 =item isl_int_get_gmp(i,g)
271
272 =item isl_int_abs(r,i)
273
274 =item isl_int_neg(r,i)
275
276 =item isl_int_swap(i,j)
277
278 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
279
280 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
281
282 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
283
284 =item isl_int_add(r,i,j)
285
286 =item isl_int_sub(r,i,j)
287
288 =item isl_int_mul(r,i,j)
289
290 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
291
292 =item isl_int_addmul(r,i,j)
293
294 =item isl_int_submul(r,i,j)
295
296 =item isl_int_gcd(r,i,j)
297
298 =item isl_int_lcm(r,i,j)
299
300 =item isl_int_divexact(r,i,j)
301
302 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
303
304 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
305
306 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
307
308 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
309
310 =item isl_int_read(r,s)
311
312 =item isl_int_print(out,i,width)
313
314 =item isl_int_sgn(i)
315
316 =item isl_int_cmp(i,j)
317
318 =item isl_int_cmp_si(i,si)
319
320 =item isl_int_eq(i,j)
321
322 =item isl_int_ne(i,j)
323
324 =item isl_int_lt(i,j)
325
326 =item isl_int_le(i,j)
327
328 =item isl_int_gt(i,j)
329
330 =item isl_int_ge(i,j)
331
332 =item isl_int_abs_eq(i,j)
333
334 =item isl_int_abs_ne(i,j)
335
336 =item isl_int_abs_lt(i,j)
337
338 =item isl_int_abs_gt(i,j)
339
340 =item isl_int_abs_ge(i,j)
341
342 =item isl_int_is_zero(i)
343
344 =item isl_int_is_one(i)
345
346 =item isl_int_is_negone(i)
347
348 =item isl_int_is_pos(i)
349
350 =item isl_int_is_neg(i)
351
352 =item isl_int_is_nonpos(i)
353
354 =item isl_int_is_nonneg(i)
355
356 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
357
358 =back
359
360 =head2 Sets and Relations
361
362 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
363 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
364 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
365 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
366 can be described as a conjunction of affine constraints, while
367 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
368 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
369 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
370 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
371 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
372 where dimensions with different space names
373 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
374 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
375 one set of variables, while relations have two sets of variables,
376 input variables and output variables.
377
378 =head2 Memory Management
379
380 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
381 several substeps and since the user is usually not interested in
382 the intermediate results, most functions that return a new object
383 will also release all the objects passed as arguments.
384 If the user still wants to use one or more of these arguments
385 after the function call, she should pass along a copy of the
386 object rather than the object itself.
387 The user is then responsible for making sure that the original
388 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
389
390 The arguments and return values of all documents functions are
391 annotated to make clear which arguments are released and which
392 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
393 are used
394
395 =over
396
397 =item C<__isl_give>
398
399 C<__isl_give> means that a new object is returned.
400 The user should make sure that the returned pointer is
401 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
402 In between, it can be used as a value for as many
403 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
404 There is one exception, and that is the case where the
405 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
406 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
407
408 =item C<__isl_take>
409
410 C<__isl_take> means that the object the argument points to
411 is taken over by the function and may no longer be used
412 by the user as an argument to any other function.
413 The pointer value must be one returned by a function
414 returning an C<__isl_give> pointer.
415 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
416 be treated as an error in the sense that the function will
417 not perform its usual operation.  However, it will still
418 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
419 are released.
420
421 =item C<__isl_keep>
422
423 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
424 temporarily.  After the function has finished, the user
425 can still use it as an argument to other functions.
426 A C<NULL> value will be treated in the same way as
427 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
428
429 =back
430
431 =head2 Identifiers
432
433 Identifiers are used to identify both individual dimensions
434 and tuples of dimensions.  They consist of a name and an optional
435 pointer.  Identifiers with the same name but different pointer values
436 are considered to be distinct.
437 Identifiers can be constructed, copied, freed, inspected and printed
438 using the following functions.
439
440         #include <isl/id.h>
441         __isl_give isl_id *isl_id_alloc(isl_ctx *ctx,
442                 __isl_keep const char *name, void *user);
443         __isl_give isl_id *isl_id_copy(isl_id *id);
444         void *isl_id_free(__isl_take isl_id *id);
445
446         isl_ctx *isl_id_get_ctx(__isl_keep isl_id *id);
447         void *isl_id_get_user(__isl_keep isl_id *id);
448         __isl_keep const char *isl_id_get_name(__isl_keep isl_id *id);
449
450         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_id(
451                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_id *id);
452
453 Note that C<isl_id_get_name> returns a pointer to some internal
454 data structure, so the result can only be used while the
455 corresponding C<isl_id> is alive.
456
457 =head2 Dimension Specifications
458
459 Whenever a new set or relation is created from scratch,
460 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
461
462         #include <isl/dim.h>
463         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
464                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
465         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
466                 unsigned nparam, unsigned dim);
467         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
468         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
469         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
470                 enum isl_dim_type type);
471
472 The dimension specification used for creating a set
473 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
474 that for creating a relation
475 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
476 C<isl_dim_size> can be used
477 to find out the number of dimensions of each type in
478 a dimension specification, where type may be
479 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
480 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
481 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
482
483 It is often useful to create objects that live in the
484 same space as some other object.  This can be accomplished
485 by creating the new objects
486 (see L<Creating New Sets and Relations> or
487 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
488 specification of the original object.
489
490         #include <isl/set.h>
491         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
492                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
493         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
494
495         #include <isl/union_set.h>
496         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
497                 __isl_keep isl_union_set *uset);
498
499         #include <isl/map.h>
500         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
501                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
502         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
503
504         #include <isl/union_map.h>
505         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
506                 __isl_keep isl_union_map *umap);
507
508         #include <isl/constraint.h>
509         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
510                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
511
512         #include <isl/polynomial.h>
513         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
514                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
515         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_fold_get_dim(
516                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
517         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
518                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
519         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
520                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
521         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
522                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
523
524         #include <isl/aff.h>
525         __isl_give isl_dim *isl_aff_get_dim(
526                 __isl_keep isl_aff *aff);
527         __isl_give isl_dim *isl_pw_aff_get_dim(
528                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
529
530         #include <isl/point.h>
531         __isl_give isl_dim *isl_point_get_dim(
532                 __isl_keep isl_point *pnt);
533
534 The identifiers or names of the individual dimensions may be set or read off
535 using the following functions.
536
537         #include <isl/dim.h>
538         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_dim_id(
539                 __isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
541                 __isl_take isl_id *id);
542         __isl_give isl_id *isl_dim_get_dim_id(
543                 __isl_keep isl_dim *dim,
544                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
546                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
547                                  __isl_keep const char *name);
548         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
549                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
550
551 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
552 data structure, so the result can only be used while the
553 corresponding C<isl_dim> is alive.
554 Also note that every function that operates on two sets or relations
555 requires that both arguments have the same parameters.  This also
556 means that if one of the arguments has named parameters, then the
557 other needs to have named parameters too and the names need to match.
558 Pairs of C<isl_set>, C<isl_map>, C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map>
559 arguments may have different parameters (as long as they are named),
560 in which case the result will have as parameters the union of the parameters of
561 the arguments.
562
563 Given the identifier of a dimension (typically a parameter),
564 its position can be obtained from the following function.
565
566         #include <isl/dim.h>
567         int isl_dim_find_dim_by_id(__isl_keep isl_dim *dim,
568                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
569
570 The identifiers or names of entire spaces may be set or read off
571 using the following functions.
572
573         #include <isl/dim.h>
574         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_id(
575                 __isl_take isl_dim *dim,
576                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
577         __isl_give isl_dim *isl_dim_reset_tuple_id(
578                 __isl_take isl_dim *dim, enum isl_dim_type type);
579         __isl_give isl_id *isl_dim_get_tuple_id(
580                 __isl_keep isl_dim *dim, enum isl_dim_type type);
581         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
582                 __isl_take isl_dim *dim,
583                 enum isl_dim_type type, const char *s);
584         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
585                 enum isl_dim_type type);
586
587 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
588 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
589 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
590 data structure.
591 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
592 to have the same name.
593
594 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
595 the domain or range of a relation can be a nested relation.
596 The following functions can be used to construct and deconstruct
597 such nested dimension specifications.
598
599         #include <isl/dim.h>
600         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
601         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
602         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
603
604 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
605 be the dimension specification of a set, while that of
606 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
607 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
608 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
609 of a set.
610
611 Dimension specifications can be created from other dimension
612 specifications using the following functions.
613
614         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
615         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
616         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
617         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
618         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
619         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
620                 __isl_take isl_dim *right);
621         __isl_give isl_dim *isl_dim_align_params(
622                 __isl_take isl_dim *dim1, __isl_take isl_dim *dim2)
623         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
624                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
625         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
626                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
627         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
628                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
629         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
630                 __isl_take isl_dim *dim);
631         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
632
633 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
634 the name and the internal structure are lost.
635
636 =head2 Local Spaces
637
638 A local space is essentially a dimension specification with
639 zero or more existentially quantified variables.
640 The local space of a basic set or relation can be obtained
641 using the following functions.
642
643         #include <isl/set.h>
644         __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
645                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
646
647         #include <isl/map.h>
648         __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
649                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
650
651 A new local space can be created from a dimension specification using
652
653         #include <isl/local_space.h>
654         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_dim(
655                 __isl_take isl_dim *dim);
656
657 They can be inspected, copied and freed using the following functions.
658
659         #include <isl/local_space.h>
660         isl_ctx *isl_local_space_get_ctx(
661                 __isl_keep isl_local_space *ls);
662         int isl_local_space_dim(__isl_keep isl_local_space *ls,
663                 enum isl_dim_type type);
664         const char *isl_local_space_get_dim_name(
665                 __isl_keep isl_local_space *ls,
666                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
667         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_set_dim_name(
668                 __isl_take isl_local_space *ls,
669                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
670         __isl_give isl_dim *isl_local_space_get_dim(
671                 __isl_keep isl_local_space *ls);
672         __isl_give isl_div *isl_local_space_get_div(
673                 __isl_keep isl_local_space *ls, int pos);
674         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_copy(
675                 __isl_keep isl_local_space *ls);
676         void *isl_local_space_free(__isl_take isl_local_space *ls);
677
678 Two local spaces can be compared using
679
680         int isl_local_space_is_equal(__isl_keep isl_local_space *ls1,
681                 __isl_keep isl_local_space *ls2);
682
683 Local spaces can be created from other local spaces
684 using the following functions.
685
686         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_domain(
687                 __isl_take isl_local_space *ls);
688         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_add_dims(
689                 __isl_take isl_local_space *ls,
690                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
691         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_insert_dims(
692                 __isl_take isl_local_space *ls,
693                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
694         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_drop_dims(
695                 __isl_take isl_local_space *ls,
696                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
697
698 =head2 Input and Output
699
700 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
701 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
702 in some cases.
703
704 =head3 C<isl> format
705
706 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
707 syntax for describing the parameters and allows for the definition
708 of an existentially quantified variable as the integer division
709 of an affine expression.
710 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
711 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
712
713         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
714                                 i - 10 a <= 6) }
715
716 A set or relation can have several disjuncts, separated
717 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
718 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
719 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
720 C<and>.
721
722 =head3 C<PolyLib> format
723
724 If the represented set is a union, then the first line
725 contains a single number representing the number of disjuncts.
726 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
727
728 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
729 The first line contains two numbers representing
730 the number of rows and columns,
731 where the number of rows is equal to the number of constraints
732 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
733 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
734 In each row, the first column indicates whether the constraint
735 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
736 corresponds to the constant term.
737
738 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
739 appear in the last columns before the constant column.
740 The coefficients of any existentially quantified variables appear
741 between those of the set variables and those of the parameters.
742
743 =head3 Extended C<PolyLib> format
744
745 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
746 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
747 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
748 also contains four additional numbers:
749 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
750 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
751 quantified variables) and the number of parameters.
752 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
753 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
754 dimensions is zero.
755
756 =head3 Input
757
758         #include <isl/set.h>
759         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
760                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
761         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
762                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
763         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
764                 FILE *input, int nparam);
765         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
766                 const char *str, int nparam);
767
768         #include <isl/map.h>
769         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
770                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
771         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
772                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
773         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
774                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
775         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
776                 const char *str, int nparam);
777
778         #include <isl/union_set.h>
779         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
780                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
781         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
782                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
783
784         #include <isl/union_map.h>
785         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
786                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
787         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
788                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
789
790 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
791 or the C<isl> format.
792 C<nparam> specifies how many of the final columns in
793 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
794 If input is given in the C<isl> format, then the number
795 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
796 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
797 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
798 are assumed in the C<PolyLib> format.
799
800 =head3 Output
801
802 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
803 be created.
804
805         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
806                 FILE *file);
807         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
808         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
809         __isl_give char *isl_printer_get_str(
810                 __isl_keep isl_printer *printer);
811
812 The behavior of the printer can be modified in various ways
813
814         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
815                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
816         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
817                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
818         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
819                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
820         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
821                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
822         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
823                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
824
825 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
826 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
827 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
828 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
829 C<isl_printer_set_indent>) spaces
830 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
831 In the C<PolyLib> format output,
832 the coefficients of the existentially quantified variables
833 appear between those of the set variables and those
834 of the parameters.
835 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
836 by the specified amount (which may be negative).
837
838 To actually print something, use
839
840         #include <isl/set.h>
841         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
842                 __isl_take isl_printer *printer,
843                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
844         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
845                 __isl_take isl_printer *printer,
846                 __isl_keep isl_set *set);
847
848         #include <isl/map.h>
849         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
850                 __isl_take isl_printer *printer,
851                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
852         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
853                 __isl_take isl_printer *printer,
854                 __isl_keep isl_map *map);
855
856         #include <isl/union_set.h>
857         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
858                 __isl_take isl_printer *p,
859                 __isl_keep isl_union_set *uset);
860
861         #include <isl/union_map.h>
862         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
863                 __isl_take isl_printer *p,
864                 __isl_keep isl_union_map *umap);
865
866 When called on a file printer, the following function flushes
867 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
868
869         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
870                 __isl_take isl_printer *p);
871
872 =head2 Creating New Sets and Relations
873
874 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
875
876 =over
877
878 =item * Empty sets and relations
879
880         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
881                 __isl_take isl_dim *dim);
882         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
883                 __isl_take isl_dim *dim);
884         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
885                 __isl_take isl_dim *dim);
886         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
887                 __isl_take isl_dim *dim);
888         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
889                 __isl_take isl_dim *dim);
890         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
891                 __isl_take isl_dim *dim);
892
893 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
894 is only used to specify the parameters.
895
896 =item * Universe sets and relations
897
898         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
899                 __isl_take isl_dim *dim);
900         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
901                 __isl_take isl_dim *dim);
902         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
903                 __isl_take isl_dim *dim);
904         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
905                 __isl_take isl_dim *dim);
906         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
907                 __isl_take isl_union_set *uset);
908         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
909                 __isl_take isl_union_map *umap);
910
911 The sets and relations constructed by the functions above
912 contain all integer values, while those constructed by the
913 functions below only contain non-negative values.
914
915         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
916                 __isl_take isl_dim *dim);
917         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
918                 __isl_take isl_dim *dim);
919         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
920                 __isl_take isl_dim *dim);
921         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
922                 __isl_take isl_dim *dim);
923
924 =item * Identity relations
925
926         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
927                 __isl_take isl_dim *dim);
928         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
929                 __isl_take isl_dim *dim);
930
931 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
932 to be the same.
933
934 =item * Lexicographic order
935
936         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
937                 __isl_take isl_dim *set_dim);
938         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
939                 __isl_take isl_dim *set_dim);
940         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
941                 __isl_take isl_dim *set_dim);
942         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
943                 __isl_take isl_dim *set_dim);
944         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
945                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
946         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
947                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
948         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
949                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
950         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
951                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
952
953 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
954 and return relations that express that the elements in the domain
955 are lexicographically less
956 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
957 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
958 than the elements in the range.
959 The last four functions take a dimension specification for a map
960 and return relations that express that the first C<n> dimensions
961 in the domain are lexicographically less
962 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
963 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
964 than the first C<n> dimensions in the range.
965
966 =back
967
968 A basic set or relation can be converted to a set or relation
969 using the following functions.
970
971         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
972                 __isl_take isl_basic_set *bset);
973         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
974                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
975
976 Sets and relations can be converted to union sets and relations
977 using the following functions.
978
979         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
980                 __isl_take isl_map *map);
981         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
982                 __isl_take isl_set *set);
983
984 The inverse conversions below can only be used if the input
985 union set or relation is known to contain elements in exactly one
986 space.
987
988         __isl_give isl_set *isl_set_from_union_set(
989                 __isl_take isl_union_set *uset);
990         __isl_give isl_map *isl_map_from_union_map(
991                 __isl_take isl_union_map *umap);
992
993 Sets and relations can be copied and freed again using the following
994 functions.
995
996         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
997                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
998         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
999         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
1000                 __isl_keep isl_union_set *uset);
1001         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
1002                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1003         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
1004         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
1005                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1006         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
1007         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
1008         void *isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
1009         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
1010         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
1011         void *isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
1012
1013 Other sets and relations can be constructed by starting
1014 from a universe set or relation, adding equality and/or
1015 inequality constraints and then projecting out the
1016 existentially quantified variables, if any.
1017 Constraints can be constructed, manipulated and
1018 added to (or removed from) (basic) sets and relations
1019 using the following functions.
1020
1021         #include <isl/constraint.h>
1022         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
1023                 __isl_take isl_dim *dim);
1024         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
1025                 __isl_take isl_dim *dim);
1026         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant(
1027                 __isl_take isl_constraint *constraint, isl_int v);
1028         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant_si(
1029                 __isl_take isl_constraint *constraint, int v);
1030         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient(
1031                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1032                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1033         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient_si(
1034                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1035                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
1036         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
1037                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1038                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1039         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
1040                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1041                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1042         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
1043                 __isl_take isl_map *map,
1044                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1045         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
1046                 __isl_take isl_set *set,
1047                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1048         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_drop_constraint(
1049                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1050                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1051
1052 For example, to create a set containing the even integers
1053 between 10 and 42, you would use the following code.
1054
1055         isl_int v;
1056         struct isl_dim *dim;
1057         struct isl_constraint *c;
1058         struct isl_basic_set *bset;
1059
1060         isl_int_init(v);
1061         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
1062         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
1063
1064         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
1065         isl_int_set_si(v, -1);
1066         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1067         isl_int_set_si(v, 2);
1068         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
1069         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1070
1071         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
1072         isl_int_set_si(v, -10);
1073         isl_constraint_set_constant(c, v);
1074         isl_int_set_si(v, 1);
1075         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1076         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1077
1078         c = isl_inequality_alloc(dim);
1079         isl_int_set_si(v, 42);
1080         isl_constraint_set_constant(c, v);
1081         isl_int_set_si(v, -1);
1082         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1083         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1084
1085         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
1086
1087         isl_int_clear(v);
1088
1089 Or, alternatively,
1090
1091         struct isl_basic_set *bset;
1092         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
1093                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
1094
1095 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
1096 describing the equalities and the inequalities.
1097
1098         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
1099                 __isl_take isl_dim *dim,
1100                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1101                 enum isl_dim_type c1,
1102                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1103                 enum isl_dim_type c4);
1104         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
1105                 __isl_take isl_dim *dim,
1106                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1107                 enum isl_dim_type c1,
1108                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1109                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1110
1111 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1112 different kinds of variables appear in the input matrices
1113 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1114 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1115 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1116 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1117
1118 A (basic) relation can also be constructed from a (piecewise) affine expression
1119 or a list of affine expressions (See L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">).
1120
1121         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(
1122                 __isl_take isl_aff *aff);
1123         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(
1124                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1125         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
1126                 __isl_take isl_dim *domain_dim,
1127                 __isl_take isl_aff_list *list);
1128
1129 The C<domain_dim> argument describes the domain of the resulting
1130 basic relation.  It is required because the C<list> may consist
1131 of zero affine expressions.
1132
1133 =head2 Inspecting Sets and Relations
1134
1135 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1136 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1137 explained in the following sections.
1138 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1139 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1140 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1141 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1142
1143         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1144                 __isl_take isl_set *set);
1145         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1146                 __isl_take isl_map *map);
1147         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1148                 __isl_take isl_union_set *uset);
1149         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1150                 __isl_take isl_union_map *umap);
1151
1152 This explicit representation defines the existentially quantified
1153 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1154 including earlier existentially quantified variables.
1155 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1156 has a unique value when the values of the other variables are known.
1157 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1158 with the same explicit representations, should appear in the
1159 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1160 either of the following functions.
1161
1162         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1163                 __isl_take isl_set *set);
1164         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1165                 __isl_take isl_map *map);
1166
1167 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1168 using the following functions, which compute an overapproximation.
1169
1170         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1171                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1172         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1173                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1174         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1175                 __isl_take isl_set *set);
1176         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1177                 __isl_take isl_map *map);
1178
1179 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1180
1181         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1182                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1183                 void *user);
1184         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1185                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1186                 void *user);
1187
1188 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1189 from
1190
1191         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1192         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1193
1194 To extract the set or map from a union with a given dimension
1195 specification, use
1196
1197         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1198                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1199                 __isl_take isl_dim *dim);
1200         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1201                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1202                 __isl_take isl_dim *dim);
1203
1204 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1205
1206         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1207                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1208                 void *user);
1209         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1210                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1211                 void *user);
1212
1213 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1214 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1215 occurs, the above functions will return -1.
1216
1217 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1218 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1219 If this is required, then the user should call one of
1220 the following functions first.
1221
1222         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1223                 __isl_take isl_set *set);
1224         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1225                 __isl_take isl_map *map);
1226
1227 The number of basic sets in a set can be obtained
1228 from
1229
1230         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1231
1232 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1233
1234         #include <isl/constraint.h>
1235
1236         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1237                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1238                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1239                 void *user);
1240         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1241
1242 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1243 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1244 occurs, the above functions will return -1.
1245 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1246 Use the following function to find out whether a constraint
1247 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1248
1249         int isl_constraint_is_equality(
1250                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1251
1252 The coefficients of the constraints can be inspected using
1253 the following functions.
1254
1255         void isl_constraint_get_constant(
1256                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1257         void isl_constraint_get_coefficient(
1258                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1259                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1260         int isl_constraint_involves_dims(
1261                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1262                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1263
1264 The explicit representations of the existentially quantified
1265 variables can be inspected using the following functions.
1266 Note that the user is only allowed to use these functions
1267 if the inspected set or map is the result of a call
1268 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1269
1270         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1271                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1272         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1273         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1274                 isl_int *v);
1275         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1276                 isl_int *v);
1277         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1278                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1279
1280 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1281 form, use the following functions.
1282
1283         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1284                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1285                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1286                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1287         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1288                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1289                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1290                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1291         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1292                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1293                 enum isl_dim_type c1,
1294                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1295                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1296         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1297                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1298                 enum isl_dim_type c1,
1299                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1300                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1301
1302 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1303 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1304 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1305 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1306
1307 To check whether the description of a set or relation depends
1308 on one or more given dimensions, it is not necessary to iterate over all
1309 constraints.  Instead the following functions can be used.
1310
1311         int isl_basic_set_involves_dims(
1312                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1313                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1314         int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1315                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1316         int isl_basic_map_involves_dims(
1317                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1318                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1319         int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1320                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1321
1322 Similarly, the following functions can be used to check whether
1323 a given dimension is involved in any lower or upper bound.
1324
1325         int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
1326                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1327         int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
1328                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1329
1330 The identifiers or names of the domain and range spaces of a set
1331 or relation can be read off or set using the following functions.
1332
1333         __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(
1334                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_id *id);
1335         __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(
1336                 __isl_keep isl_set *set);
1337         __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(
1338                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1339                 __isl_take isl_id *id);
1340         __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(
1341                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1342         __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(
1343                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1344
1345         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1346                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1347         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
1348                 __isl_take isl_basic_set *set, const char *s);
1349         const char *isl_set_get_tuple_name(
1350                 __isl_keep isl_set *set);
1351         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1352                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1353                 enum isl_dim_type type);
1354         const char *isl_map_get_tuple_name(
1355                 __isl_keep isl_map *map,
1356                 enum isl_dim_type type);
1357
1358 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1359 an internal data structure.
1360 The identifiers, positions or names of individual dimensions can be
1361 read off using the following functions.
1362
1363         __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(
1364                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1365                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1366         __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(
1367                 __isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1368                 unsigned pos);
1369         __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(
1370                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1371                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1372         __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(
1373                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1374                 unsigned pos);
1375
1376         int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set,
1377                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1378         int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map,
1379                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1380
1381         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1382                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1383                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1384         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1385                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1386                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1387         const char *isl_set_get_dim_name(
1388                 __isl_keep isl_set *set,
1389                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1390         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1391                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1392                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1393         const char *isl_map_get_dim_name(
1394                 __isl_keep isl_map *map,
1395                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1396
1397 These functions are mostly useful to obtain the identifiers, positions
1398 or names of the parameters.
1399
1400 =head2 Properties
1401
1402 =head3 Unary Properties
1403
1404 =over
1405
1406 =item * Emptiness
1407
1408 The following functions test whether the given set or relation
1409 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1410 any computations, but simply check if the given set or relation
1411 is already known to be empty.
1412
1413         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1414         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1415         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1416         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1417         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1418         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1419         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1420         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1421         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1422         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1423
1424 =item * Universality
1425
1426         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1427         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1428         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1429
1430 =item * Single-valuedness
1431
1432         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1433         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1434
1435 =item * Injectivity
1436
1437         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1438         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1439         int isl_union_map_plain_is_injective(
1440                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1441         int isl_union_map_is_injective(
1442                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1443
1444 =item * Bijectivity
1445
1446         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1447         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1448
1449 =item * Wrapping
1450
1451 The following functions check whether the domain of the given
1452 (basic) set is a wrapped relation.
1453
1454         int isl_basic_set_is_wrapping(
1455                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1456         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1457
1458 =item * Internal Product
1459
1460         int isl_basic_map_can_zip(
1461                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1462         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1463
1464 Check whether the product of domain and range of the given relation
1465 can be computed,
1466 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1467
1468 =back
1469
1470 =head3 Binary Properties
1471
1472 =over
1473
1474 =item * Equality
1475
1476         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1477                 __isl_keep isl_set *set2);
1478         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1479                 __isl_keep isl_set *set2);
1480         int isl_union_set_is_equal(
1481                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1482                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1483         int isl_basic_map_is_equal(
1484                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1485                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1486         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1487                 __isl_keep isl_map *map2);
1488         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1489                 __isl_keep isl_map *map2);
1490         int isl_union_map_is_equal(
1491                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1492                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1493
1494 =item * Disjointness
1495
1496         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1497                 __isl_keep isl_set *set2);
1498
1499 =item * Subset
1500
1501         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1502                 __isl_keep isl_set *set2);
1503         int isl_set_is_strict_subset(
1504                 __isl_keep isl_set *set1,
1505                 __isl_keep isl_set *set2);
1506         int isl_union_set_is_subset(
1507                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1508                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1509         int isl_union_set_is_strict_subset(
1510                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1511                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1512         int isl_basic_map_is_subset(
1513                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1514                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1515         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1516                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1517                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1518         int isl_map_is_subset(
1519                 __isl_keep isl_map *map1,
1520                 __isl_keep isl_map *map2);
1521         int isl_map_is_strict_subset(
1522                 __isl_keep isl_map *map1,
1523                 __isl_keep isl_map *map2);
1524         int isl_union_map_is_subset(
1525                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1526                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1527         int isl_union_map_is_strict_subset(
1528                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1529                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1530
1531 =back
1532
1533 =head2 Unary Operations
1534
1535 =over
1536
1537 =item * Complement
1538
1539         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1540                 __isl_take isl_set *set);
1541
1542 =item * Inverse map
1543
1544         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1545                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1546         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1547                 __isl_take isl_map *map);
1548         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1549                 __isl_take isl_union_map *umap);
1550
1551 =item * Projection
1552
1553         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1554                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1555                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1556         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1557                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1558                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1559         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1560                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1561         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1562                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1563         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1564                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1565         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1566                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1567         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1568                 __isl_take isl_map *bmap);
1569         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1570                 __isl_take isl_map *map);
1571         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1572                 __isl_take isl_union_map *umap);
1573         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1574                 __isl_take isl_union_map *umap);
1575
1576         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1577                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1578         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1579                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1580         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1581         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1582         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1583                 __isl_take isl_union_map *umap);
1584         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1585                 __isl_take isl_union_map *umap);
1586
1587 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1588 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1589
1590 =item * Elimination
1591
1592         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1593                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1594                 unsigned first, unsigned n);
1595
1596 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1597 without removing the dimensions.
1598
1599 =item * Slicing
1600
1601         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(
1602                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1603                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1604                 isl_int value);
1605         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(
1606                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1607                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1608         __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
1609                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1610                 isl_int value);
1611         __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
1612                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1613         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(
1614                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1615                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1616         __isl_give isl_map *isl_map_fix_si(__isl_take isl_map *map,
1617                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1618
1619 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1620 dimension has the fixed given value.
1621
1622         __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
1623                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1624                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1625         __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
1626                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1627                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1628
1629 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1630 dimensions are equal to each other.
1631
1632         __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
1633                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1634                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1635
1636 Intersect the relation with the hyperplane where the given
1637 dimensions have opposite values.
1638
1639 =item * Identity
1640
1641         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1642                 __isl_take isl_set *set);
1643         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1644                 __isl_take isl_union_set *uset);
1645
1646 Construct an identity relation on the given (union) set.
1647
1648 =item * Deltas
1649
1650         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1651                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1652         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1653         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1654                 __isl_take isl_union_map *umap);
1655
1656 These functions return a (basic) set containing the differences
1657 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1658
1659         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1660                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1661         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1662                 __isl_take isl_map *map);
1663         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1664                 __isl_take isl_union_map *umap);
1665
1666 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1667 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1668
1669 =item * Coalescing
1670
1671 Simplify the representation of a set or relation by trying
1672 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1673 basic set or relation.
1674
1675         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1676         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1677         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1678                 __isl_take isl_union_set *uset);
1679         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1680                 __isl_take isl_union_map *umap);
1681
1682 =item * Detecting equalities
1683
1684         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1685                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1686         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1687                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1688         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1689                 __isl_take isl_set *set);
1690         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1691                 __isl_take isl_map *map);
1692         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1693                 __isl_take isl_union_set *uset);
1694         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1695                 __isl_take isl_union_map *umap);
1696
1697 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1698 equalities.
1699
1700 =item * Removing redundant constraints
1701
1702         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1703                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1704         __isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(
1705                 __isl_take isl_set *set);
1706         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1707                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1708         __isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(
1709                 __isl_take isl_map *map);
1710
1711 =item * Convex hull
1712
1713         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1714                 __isl_take isl_set *set);
1715         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1716                 __isl_take isl_map *map);
1717
1718 If the input set or relation has any existentially quantified
1719 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1720
1721 =item * Simple hull
1722
1723         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1724                 __isl_take isl_set *set);
1725         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1726                 __isl_take isl_map *map);
1727         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1728                 __isl_take isl_union_map *umap);
1729
1730 These functions compute a single basic set or relation
1731 that contains the whole input set or relation.
1732 In particular, the output is described by translates
1733 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1734
1735 =begin latex
1736
1737 (See \autoref{s:simple hull}.)
1738
1739 =end latex
1740
1741 =item * Affine hull
1742
1743         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1744                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1745         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1746                 __isl_take isl_set *set);
1747         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1748                 __isl_take isl_union_set *uset);
1749         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1750                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1751         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1752                 __isl_take isl_map *map);
1753         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1754                 __isl_take isl_union_map *umap);
1755
1756 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1757 per space.
1758
1759 =item * Polyhedral hull
1760
1761         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1762                 __isl_take isl_set *set);
1763         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1764                 __isl_take isl_map *map);
1765         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1766                 __isl_take isl_union_set *uset);
1767         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1768                 __isl_take isl_union_map *umap);
1769
1770 These functions compute a single basic set or relation
1771 not involving any existentially quantified variables
1772 that contains the whole input set or relation.
1773 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1774 per space.
1775
1776 =item * Optimization
1777
1778         #include <isl/ilp.h>
1779         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
1780                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1781                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
1782         enum isl_lp_result isl_set_min(__isl_keep isl_set *set,
1783                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1784         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
1785                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1786
1787 Compute the minimum or maximum of the integer affine expression C<obj>
1788 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
1789 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
1790 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
1791
1792 =item * Parametric optimization
1793
1794         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(
1795                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1796
1797 Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
1798 parameters, but independently of the other set dimensions.
1799 For lexicographic optimization, see L<"Lexicographic Optimization">.
1800
1801 =item * Dual
1802
1803 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1804 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1805 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1806 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1807 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1808 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1809 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1810 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1811 in future.  In particular, future implementations may use different
1812 dualization algorithms or skip the elimination step.
1813
1814         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1815                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1816         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1817                 __isl_take isl_set *set);
1818         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1819                 __isl_take isl_union_set *bset);
1820         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1821                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1822         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1823                 __isl_take isl_set *set);
1824         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1825                 __isl_take isl_union_set *bset);
1826
1827 =item * Power
1828
1829         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1830                 int *exact);
1831         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1832                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1833
1834 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1835 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1836 I<k>th power of C<map>.
1837 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1838 then C<*exact> is set to C<1>.
1839
1840 =item * Transitive closure
1841
1842         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1843                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1844         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1845                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1846
1847 Compute the transitive closure of C<map>.
1848 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1849 then C<*exact> is set to C<1>.
1850
1851 =item * Reaching path lengths
1852
1853         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1854                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1855
1856 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1857 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1858 end up in the given element.
1859 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1860 then C<*exact> is set to C<1>.
1861 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1862 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1863 In particular, if the input relation is a dependence relation
1864 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1865 to the free schedule.
1866 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1867 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1868 the overapproximation), then you will get an error message.
1869
1870 =item * Wrapping
1871
1872         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1873                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1874         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1875                 __isl_take isl_map *map);
1876         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1877                 __isl_take isl_union_map *umap);
1878         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1879                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1880         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1881                 __isl_take isl_set *set);
1882         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1883                 __isl_take isl_union_set *uset);
1884
1885 =item * Flattening
1886
1887 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1888 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1889 then the name of the space is also removed.
1890
1891         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1892                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1893         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1894                 __isl_take isl_set *set);
1895         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
1896                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1897         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
1898                 __isl_take isl_map *map);
1899         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1900                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1901         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1902                 __isl_take isl_map *map);
1903
1904         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1905                 __isl_take isl_set *set);
1906
1907 The function above constructs a relation
1908 that maps the input set to a flattened version of the set.
1909
1910 =item * Lifting
1911
1912 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1913 to the existentially quantified variables in the input.
1914 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1915 is the original space and the range corresponds to the original
1916 existentially quantified variables.
1917
1918         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1919                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1920         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1921                 __isl_take isl_set *set);
1922         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1923                 __isl_take isl_union_set *uset);
1924
1925 =item * Internal Product
1926
1927         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1928                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1929         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1930                 __isl_take isl_map *map);
1931         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1932                 __isl_take isl_union_map *umap);
1933
1934 Given a relation with nested relations for domain and range,
1935 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1936
1937 =item * Aligning parameters
1938
1939         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
1940                 __isl_take isl_set *set,
1941                 __isl_take isl_dim *model);
1942         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
1943                 __isl_take isl_map *map,
1944                 __isl_take isl_dim *model);
1945
1946 Change the order of the parameters of the given set or relation
1947 such that the first parameters match those of C<model>.
1948 This may involve the introduction of extra parameters.
1949 All parameters need to be named.
1950
1951 =item * Dimension manipulation
1952
1953         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1954                 __isl_take isl_set *set,
1955                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1956         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1957                 __isl_take isl_map *map,
1958                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1959
1960 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1961 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1962 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1963 to add new parameters, assuming
1964 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
1965 are not sufficient.
1966
1967 =back
1968
1969 =head2 Binary Operations
1970
1971 The two arguments of a binary operation not only need to live
1972 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1973 the same (number of) parameters.
1974
1975 =head3 Basic Operations
1976
1977 =over
1978
1979 =item * Intersection
1980
1981         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1982                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1983                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1984         __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(
1985                 __isl_take isl_set *set,
1986                 __isl_take isl_set *params);
1987         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1988                 __isl_take isl_set *set1,
1989                 __isl_take isl_set *set2);
1990         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1991                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1992                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1993         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1994                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1995                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1996         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1997                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1998                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1999         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2000                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2001                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2002         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(
2003                 __isl_take isl_map *map,
2004                 __isl_take isl_set *params);
2005         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
2006                 __isl_take isl_map *map,
2007                 __isl_take isl_set *set);
2008         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
2009                 __isl_take isl_map *map,
2010                 __isl_take isl_set *set);
2011         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
2012                 __isl_take isl_map *map1,
2013                 __isl_take isl_map *map2);
2014         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
2015                 __isl_take isl_union_map *umap,
2016                 __isl_take isl_union_set *uset);
2017         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
2018                 __isl_take isl_union_map *umap,
2019                 __isl_take isl_union_set *uset);
2020         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
2021                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2022                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2023
2024 =item * Union
2025
2026         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
2027                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2028                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2029         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
2030                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2031                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2032         __isl_give isl_set *isl_set_union(
2033                 __isl_take isl_set *set1,
2034                 __isl_take isl_set *set2);
2035         __isl_give isl_map *isl_map_union(
2036                 __isl_take isl_map *map1,
2037                 __isl_take isl_map *map2);
2038         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
2039                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2040                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2041         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
2042                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2043                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2044
2045 =item * Set difference
2046
2047         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
2048                 __isl_take isl_set *set1,
2049                 __isl_take isl_set *set2);
2050         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
2051                 __isl_take isl_map *map1,
2052                 __isl_take isl_map *map2);
2053         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
2054                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2055                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2056         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
2057                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2058                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2059
2060 =item * Application
2061
2062         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2063                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2064                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2065         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
2066                 __isl_take isl_set *set,
2067                 __isl_take isl_map *map);
2068         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
2069                 __isl_take isl_union_set *uset,
2070                 __isl_take isl_union_map *umap);
2071         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2072                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2073                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2074         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2075                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2076                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2077         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
2078                 __isl_take isl_map *map1,
2079                 __isl_take isl_map *map2);
2080         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
2081                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2082                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2083         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
2084                 __isl_take isl_map *map1,
2085                 __isl_take isl_map *map2);
2086         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
2087                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2088                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2089
2090 =item * Cartesian Product
2091
2092         __isl_give isl_set *isl_set_product(
2093                 __isl_take isl_set *set1,
2094                 __isl_take isl_set *set2);
2095         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
2096                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2097                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2098         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
2099                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2100                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2101         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
2102                 __isl_take isl_map *map1,
2103                 __isl_take isl_map *map2);
2104         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
2105                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2106                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2107         __isl_give isl_map *isl_map_product(
2108                 __isl_take isl_map *map1,
2109                 __isl_take isl_map *map2);
2110         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
2111                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2112                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2113
2114 The above functions compute the cross product of the given
2115 sets or relations.  The domains and ranges of the results
2116 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
2117 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
2118 instead.
2119
2120         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
2121                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2122                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2123         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
2124                 __isl_take isl_set *set1,
2125                 __isl_take isl_set *set2);
2126         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
2127                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2128                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2129         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
2130                 __isl_take isl_map *map1,
2131                 __isl_take isl_map *map2);
2132         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
2133                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2134                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2135         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
2136                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2137                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2138         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
2139                 __isl_take isl_map *map1,
2140                 __isl_take isl_map *map2);
2141
2142 =item * Simplification
2143
2144         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
2145                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2146                 __isl_take isl_basic_set *context);
2147         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
2148                 __isl_take isl_set *context);
2149         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
2150                 __isl_take isl_union_set *uset,
2151                 __isl_take isl_union_set *context);
2152         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
2153                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2154                 __isl_take isl_basic_map *context);
2155         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
2156                 __isl_take isl_map *context);
2157         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
2158                 __isl_take isl_union_map *umap,
2159                 __isl_take isl_union_map *context);
2160
2161 The gist operation returns a set or relation that has the
2162 same intersection with the context as the input set or relation.
2163 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
2164 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
2165 are removed.
2166 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
2167 per space.
2168
2169 =back
2170
2171 =head3 Lexicographic Optimization
2172
2173 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
2174 the following functions
2175 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
2176 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
2177 that satisfy C<dom>.
2178 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2179 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
2180 has no elements.
2181 In other words, the union of the parameter values
2182 for which the result is non-empty and of C<*empty>
2183 is equal to C<dom>.
2184
2185         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
2186                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2187                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2188                 __isl_give isl_set **empty);
2189         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
2190                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2191                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2192                 __isl_give isl_set **empty);
2193         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
2194                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2195                 __isl_give isl_set **empty);
2196         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
2197                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2198                 __isl_give isl_set **empty);
2199
2200 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
2201 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
2202 of the elements in C<set> (or C<bset>).
2203 In case of union sets, the optimum is computed per space.
2204
2205         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
2206                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2207         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
2208                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2209         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
2210                 __isl_take isl_set *set);
2211         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
2212                 __isl_take isl_set *set);
2213         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
2214                 __isl_take isl_union_set *uset);
2215         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
2216                 __isl_take isl_union_set *uset);
2217
2218 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
2219 the following functions
2220 compute a relation that maps each element of C<dom>
2221 to the single lexicographic minimum or maximum
2222 of the elements that are associated to that same
2223 element in C<map> (or C<bmap>).
2224 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2225 that contains the elements in C<dom> that do not map
2226 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
2227 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
2228 is equal to C<dom>.
2229
2230         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
2231                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2232                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2233                 __isl_give isl_set **empty);
2234         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
2235                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2236                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2237                 __isl_give isl_set **empty);
2238         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
2239                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2240                 __isl_give isl_set **empty);
2241         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
2242                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2243                 __isl_give isl_set **empty);
2244
2245 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
2246 return a map mapping each element in the domain of
2247 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
2248 of all elements associated to that element.
2249 In case of union relations, the optimum is computed per space.
2250
2251         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
2252                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2253         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
2254                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2255         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
2256                 __isl_take isl_map *map);
2257         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
2258                 __isl_take isl_map *map);
2259         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
2260                 __isl_take isl_union_map *umap);
2261         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
2262                 __isl_take isl_union_map *umap);
2263
2264 =head2 Lists
2265
2266 Lists are defined over several element types, including
2267 C<isl_aff>, C<isl_pw_aff>, C<isl_basic_set> and C<isl_set>.
2268 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
2269 Lists can be created, copied and freed using the following functions.
2270
2271         #include <isl/list.h>
2272         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_from_set(
2273                 __isl_take struct isl_set *el);
2274         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
2275                 isl_ctx *ctx, int n);
2276         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
2277                 __isl_keep isl_set_list *list);
2278         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
2279                 __isl_take isl_set_list *list,
2280                 __isl_take isl_set *el);
2281         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_concat(
2282                 __isl_take isl_set_list *list1,
2283                 __isl_take isl_set_list *list2);
2284         void *isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
2285
2286 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
2287 C<n> elements.  C<isl_set_list_from_set> creates a list with a single
2288 element.
2289
2290 Lists can be inspected using the following functions.
2291
2292         #include <isl/list.h>
2293         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
2294         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
2295         __isl_give struct isl_set *isl_set_list_get_set(
2296                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
2297         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
2298                 int (*fn)(__isl_take struct isl_set *el, void *user),
2299                 void *user);
2300
2301 Lists can be printed using
2302
2303         #include <isl/list.h>
2304         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
2305                 __isl_take isl_printer *p,
2306                 __isl_keep isl_set_list *list);
2307
2308 =head2 Matrices
2309
2310 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
2311
2312         #include <isl/mat.h>
2313         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2314                 unsigned n_row, unsigned n_col);
2315         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
2316         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
2317
2318 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
2319 The elements can be changed and inspected using the following functions.
2320
2321         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
2322         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
2323         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
2324         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
2325                 int row, int col, isl_int *v);
2326         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
2327                 int row, int col, isl_int v);
2328         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
2329                 int row, int col, int v);
2330
2331 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
2332 In that case, the value of C<*v> is undefined.
2333
2334 The following function can be used to compute the (right) inverse
2335 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
2336 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
2337 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
2338
2339         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
2340
2341 The following function can be used to compute the (right) kernel
2342 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
2343 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
2344
2345         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
2346
2347 =head2 Piecewise Quasi Affine Expressions
2348
2349 The zero quasi affine expression can be created using
2350
2351         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero(
2352                 __isl_take isl_local_space *ls);
2353
2354 A quasi affine expression can also be initialized from an C<isl_div>:
2355
2356         #include <isl/div.h>
2357         __isl_give isl_aff *isl_aff_from_div(__isl_take isl_div *div);
2358
2359 An empty piecewise quasi affine expression (one with no cells)
2360 or a piecewise quasi affine expression with a single cell can
2361 be created using the following functions.
2362
2363         #include <isl/aff.h>
2364         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_empty(
2365                 __isl_take isl_dim *dim);
2366         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_alloc(
2367                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_aff *aff);
2368         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(
2369                 __isl_take isl_aff *aff);
2370
2371 Quasi affine expressions can be copied and freed using
2372
2373         #include <isl/aff.h>
2374         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
2375         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
2376
2377         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_copy(
2378                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2379         void *isl_pw_aff_free(__isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2380
2381 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
2382 using the following function.  The constraint is required to have
2383 a non-zero coefficient for the specified dimension.
2384
2385         #include <isl/constraint.h>
2386         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
2387                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
2388                 enum isl_dim_type type, int pos);
2389
2390 The entire affine expression of the constraint can also be extracted
2391 using the following function.
2392
2393         #include <isl/constraint.h>
2394         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_aff(
2395                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
2396
2397 Conversely, an equality constraint equating
2398 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
2399 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
2400
2401         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
2402                 __isl_take isl_aff *aff);
2403         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
2404                 __isl_take isl_aff *aff);
2405
2406 The expression can be inspected using
2407
2408         #include <isl/aff.h>
2409         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
2410         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
2411                 enum isl_dim_type type);
2412         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
2413                 __isl_keep isl_aff *aff);
2414         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
2415                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2416         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
2417                 isl_int *v);
2418         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
2419                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2420         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
2421                 isl_int *v);
2422         __isl_give isl_div *isl_aff_get_div(
2423                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
2424
2425         int isl_aff_is_cst(__isl_keep isl_aff *aff);
2426         int isl_pw_aff_is_cst(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2427
2428         int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
2429                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2430         int isl_pw_aff_involves_dims(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2431                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2432
2433         isl_ctx *isl_pw_aff_get_ctx(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2434         unsigned isl_pw_aff_dim(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2435                 enum isl_dim_type type);
2436         int isl_pw_aff_is_empty(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2437
2438 It can be modified using
2439
2440         #include <isl/aff.h>
2441         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_tuple_id(
2442                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2443                 __isl_take isl_id *id);
2444         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(
2445                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
2446                 unsigned pos, const char *s);
2447         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
2448                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2449         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
2450                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2451         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
2452                 __isl_take isl_aff *aff,
2453                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2454         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
2455                 __isl_take isl_aff *aff,
2456                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2457         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
2458                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2459
2460         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
2461                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2462         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(
2463                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2464         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(
2465                 __isl_take isl_aff *aff,
2466                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2467         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
2468                 __isl_take isl_aff *aff,
2469                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2470
2471         __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(
2472                 __isl_take isl_aff *aff,
2473                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2474         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_insert_dims(
2475                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2476                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2477         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(
2478                 __isl_take isl_aff *aff,
2479                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2480         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(
2481                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2482                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2483         __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(
2484                 __isl_take isl_aff *aff,
2485                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2486         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_drop_dims(
2487                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2488                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2489
2490 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
2491 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
2492 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
2493 the possibly rational constant or coefficient.
2494
2495 To check whether an affine expressions is obviously zero
2496 or obviously equal to some other affine expression, use
2497
2498         #include <isl/aff.h>
2499         int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff);
2500         int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1,
2501                 __isl_keep isl_aff *aff2);
2502
2503 Operations include
2504
2505         #include <isl/aff.h>
2506         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
2507                 __isl_take isl_aff *aff2);
2508         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add(
2509                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2510                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2511         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_min(
2512                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2513                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2514         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(
2515                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2516                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2517         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
2518                 __isl_take isl_aff *aff2);
2519         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_sub(
2520                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2521                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2522         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
2523         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_neg(
2524                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2525         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
2526         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(
2527                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2528         __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff);
2529         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(
2530                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2531         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
2532                 isl_int f);
2533         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale(
2534                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2535         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
2536                 isl_int f);
2537         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(
2538                 __isl_take isl_aff *aff, unsigned f);
2539         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(
2540                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2541
2542         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_min(
2543                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2544         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_max(
2545                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2546
2547         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_coalesce(
2548                 __isl_take isl_pw_aff *pwqp);
2549
2550         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_align_params(
2551                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2552                 __isl_take isl_dim *model);
2553
2554         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
2555                 __isl_take isl_set *context);
2556         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist(
2557                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2558                 __isl_take isl_set *context);
2559
2560         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_domain(
2561                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2562
2563         __isl_give isl_aff *isl_aff_mul(__isl_take isl_aff *aff1,
2564                 __isl_take isl_aff *aff2);
2565         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(
2566                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2567                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2568
2569 When multiplying two affine expressions, at least one of the two needs
2570 to be a constant.
2571
2572         #include <isl/aff.h>
2573         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(
2574                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2575         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(
2576                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2577                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2578         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ne_set(
2579                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2580                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2581         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(
2582                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2583                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2584         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(
2585                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2586                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2587         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(
2588                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2589                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2590         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(
2591                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2592                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2593
2594         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_eq_set(
2595                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2596                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2597         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ne_set(
2598                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2599                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2600         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_le_set(
2601                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2602                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2603         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_lt_set(
2604                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2605                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2606         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ge_set(
2607                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2608                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2609         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_gt_set(
2610                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2611                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2612
2613 The function C<isl_aff_ge_basic_set> returns a basic set
2614 containing those elements in the shared space
2615 of C<aff1> and C<aff2> where C<aff1> is greater than or equal to C<aff2>.
2616 The function C<isl_aff_ge_set> returns a set
2617 containing those elements in the shared domain
2618 of C<pwaff1> and C<pwaff2> where C<pwaff1> is greater than or equal to C<pwaff2>.
2619 The functions operating on C<isl_pw_aff_list> apply the corresponding
2620 C<isl_pw_aff> function to each pair of elements in the two lists.
2621
2622         #include <isl/aff.h>
2623         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(
2624                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2625         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(
2626                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2627         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_non_zero_set(
2628                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2629
2630 The function C<isl_pw_aff_nonneg_set> returns a set
2631 containing those elements in the domain
2632 of C<pwaff> where C<pwaff> is non-negative.
2633
2634         #include <isl/aff.h>
2635         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(
2636                 __isl_take isl_set *cond,
2637                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true,
2638                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false);
2639
2640 The function C<isl_pw_aff_cond> performs a conditional operator
2641 and returns an expression that is equal to C<pwaff_true>
2642 for elements in C<cond> and equal to C<pwaff_false> for elements
2643 not in C<cond>.
2644
2645         #include <isl/aff.h>
2646         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_max(
2647                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2648                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2649
2650 The function C<isl_pw_aff_union_max> computes a piecewise quasi-affine
2651 expression with a domain that is the union of those of C<pwaff1> and
2652 C<pwaff2> and such that on each cell, the quasi-affine expression is
2653 the maximum of those of C<pwaff1> and C<pwaff2>.  If only one of
2654 C<pwaff1> or C<pwaff2> is defined on a given cell, then the
2655 associated expression is the defined one.
2656
2657 An expression can be printed using
2658
2659         #include <isl/aff.h>
2660         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
2661                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
2662
2663         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_aff(
2664                 __isl_take isl_printer *p,
2665                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2666
2667 =head2 Points
2668
2669 Points are elements of a set.  They can be used to construct
2670 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
2671 individual elements of a set.
2672 The zero point (the origin) can be created using
2673
2674         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
2675
2676 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
2677 using
2678
2679         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
2680                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2681         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
2682                 __isl_take isl_point *pnt,
2683                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2684
2685         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
2686                 __isl_take isl_point *pnt,
2687                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2688         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2689                 __isl_take isl_point *pnt,
2690                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2691
2692 Other properties can be obtained using
2693
2694         isl_ctx *isl_point_get_ctx(__isl_keep isl_point *pnt);
2695
2696 Points can be copied or freed using
2697
2698         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2699                 __isl_keep isl_point *pnt);
2700         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2701
2702 A singleton set can be created from a point using
2703
2704         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2705                 __isl_take isl_point *pnt);
2706         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2707                 __isl_take isl_point *pnt);
2708
2709 and a box can be created from two opposite extremal points using
2710
2711         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2712                 __isl_take isl_point *pnt1,
2713                 __isl_take isl_point *pnt2);
2714         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2715                 __isl_take isl_point *pnt1,
2716                 __isl_take isl_point *pnt2);
2717
2718 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2719 the following functions.
2720
2721         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2722                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2723                 void *user);
2724         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2725                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2726                 void *user);
2727
2728 The function C<fn> is called for each integer point in
2729 C<set> with as second argument the last argument of
2730 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2731 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2732 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2733 enumerating and return C<-1> as well.
2734 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2735 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2736
2737 To obtain a single point of a (basic) set, use
2738
2739         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2740                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2741         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2742                 __isl_take isl_set *set);
2743
2744 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2745 resulting point will be ``void'', a property that can be
2746 tested using
2747
2748         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2749
2750 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2751
2752 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2753 a parametric point to a rational value.
2754 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2755 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2756 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2757 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2758 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2759 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2760 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2761 the value is assumed to be zero.
2762 For example, the piecewise quasipolynomial
2763
2764         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2765
2766 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2767 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2768 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2769 defined over different domains.
2770 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2771 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2772 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2773 the number of points in the map
2774
2775         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2776
2777 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2778
2779 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2780 using the following functions.
2781
2782         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2783                 __isl_take isl_printer *p,
2784                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2785
2786         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2787                 __isl_take isl_printer *p,
2788                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2789
2790         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2791                 __isl_take isl_printer *p,
2792                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2793
2794 The output format of the printer
2795 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2796 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2797 is supported.
2798 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2799 to set the names of all dimensions
2800
2801         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2802                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2803                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2804                 const char *s);
2805         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2806         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2807                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2808                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2809                 const char *s);
2810
2811 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2812
2813 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2814 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2815 operations such as addition and multiplication
2816 on the resulting quasipolynomials
2817
2818         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2819                 __isl_take isl_dim *dim);
2820         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2821                 __isl_take isl_dim *dim);
2822         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2823                 __isl_take isl_dim *dim);
2824         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2825                 __isl_take isl_dim *dim);
2826         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2827                 __isl_take isl_dim *dim);
2828         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2829                 __isl_take isl_dim *dim,
2830                 const isl_int n, const isl_int d);
2831         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2832                 __isl_take isl_div *div);
2833         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2834                 __isl_take isl_dim *dim,
2835                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2836         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
2837                 __isl_take isl_aff *aff);
2838
2839 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2840 with a single cell can be created using the following functions.
2841 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2842 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2843
2844         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2845                 __isl_take isl_dim *dim);
2846         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2847                 __isl_take isl_set *set,
2848                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2849         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_qpolynomial(
2850                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2851         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_pw_aff(
2852                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2853
2854         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2855                 __isl_take isl_dim *dim);
2856         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2857                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2858         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2859                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2860                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2861
2862 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2863 functions.
2864
2865         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2866                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2867         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2868
2869         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2870                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2871         void *isl_pw_qpolynomial_free(
2872                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2873
2874         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2875                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2876         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2877                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2878
2879 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2880
2881 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2882 piecewise quasipolynomial, use the following function
2883
2884         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2885                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2886                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2887                 void *user);
2888
2889 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2890 specification, use
2891
2892         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2893         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2894                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2895                 __isl_take isl_dim *dim);
2896
2897 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2898 use either of the following two functions
2899
2900         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2901                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2902                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2903                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2904                           void *user), void *user);
2905         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2906                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2907                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2908                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2909                           void *user), void *user);
2910
2911 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2912 and C<-1> on failure.  The difference between
2913 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2914 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2915 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2916 compute unique representations for all existentially quantified
2917 variables and then turn these existentially quantified variables
2918 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2919 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2920 will not have any existentially quantified variables, but that
2921 the dimensions of the sets may be different for different
2922 invocations of C<fn>.
2923
2924 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2925 use
2926
2927         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2928                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2929                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2930                           void *user), void *user);
2931
2932 The terms themselves can be inspected and freed using
2933 these functions
2934
2935         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2936                 enum isl_dim_type type);
2937         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2938                 isl_int *n);
2939         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2940                 isl_int *d);
2941         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2942                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2943         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2944                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2945         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2946
2947 Each term is a product of parameters, set variables and
2948 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2949 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2950 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2951 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2952 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2953
2954 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2955
2956 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2957 use the following function.
2958
2959         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2960                 isl_int *n, isl_int *d);
2961
2962 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2963 then the numerator and denominator of the constant
2964 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2965
2966 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2967
2968         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_scale(
2969                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, isl_int v);
2970         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2971                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2972         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2973                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2974                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2975         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2976                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2977                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2978         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2979                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2980                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2981         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2982                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2983
2984         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2985                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2986                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2987         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2988                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2989                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2990         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2991                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2992                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2993         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2994                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2995         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2996                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2997                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2998         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_pow(
2999                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, unsigned exponent);
3000
3001         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
3002                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3003                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3004         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
3005                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3006                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3007         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
3008                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3009                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3010
3011         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
3012                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3013                 __isl_take isl_point *pnt);
3014
3015         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
3016                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3017                 __isl_take isl_point *pnt);
3018
3019         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
3020                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3021         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3022                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
3023                 __isl_take isl_set *set);
3024
3025         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
3026                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3027         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3028                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
3029                 __isl_take isl_union_set *uset);
3030
3031         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
3032                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3033                 __isl_take isl_dim *model);
3034
3035         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
3036                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3037
3038         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
3039                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3040                 __isl_take isl_set *context);
3041
3042         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
3043                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3044                 __isl_take isl_set *context);
3045
3046         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
3047                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3048                 __isl_take isl_union_set *context);
3049
3050 The gist operation applies the gist operation to each of
3051 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
3052 The context is also exploited
3053 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
3054
3055         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3056                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
3057         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
3058         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3059                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
3060
3061 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
3062 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
3063 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
3064 will lie somewhere in between.
3065
3066 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
3067
3068 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
3069 reduction (or fold) of quasipolynomials.
3070 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
3071 The objects are mainly used to represent the result of
3072 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
3073 i.e., as the result of the following function.
3074
3075         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
3076                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3077                 enum isl_fold type, int *tight);
3078
3079         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
3080                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3081                 enum isl_fold type, int *tight);
3082
3083 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
3084 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
3085 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
3086 of the parameters there is at least
3087 one element in the domain that reaches the bound.
3088 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
3089 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
3090 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
3091 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
3092 wrapped relation becomes the domain of the result.
3093
3094 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
3095 following functions.
3096
3097         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
3098                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
3099         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
3100                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3101         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
3102                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3103         void isl_qpolynomial_fold_free(
3104                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
3105         void *isl_pw_qpolynomial_fold_free(
3106                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3107         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
3108                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3109
3110 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
3111
3112 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
3113 using the following function.
3114
3115         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
3116                 __isl_take isl_printer *p,
3117                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3118         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
3119                 __isl_take isl_printer *p,
3120                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3121
3122 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
3123 output format of the printer
3124 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
3125 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
3126 output format of the printer
3127 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
3128 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
3129 to set the names of all dimensions
3130
3131         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3132         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
3133                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3134                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
3135                 const char *s);
3136
3137 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
3138
3139 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
3140 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
3141
3142         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
3143                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3144                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3145                             void *user), void *user);
3146
3147 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
3148 use either of the following two functions
3149
3150         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
3151                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3152                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3153                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3154                           void *user), void *user);
3155         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
3156                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3157                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3158                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3159                           void *user), void *user);
3160
3161 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
3162 of the difference between these two functions.
3163
3164 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
3165
3166         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
3167                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
3168                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
3169                           void *user), void *user);
3170
3171 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
3172
3173         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_scale(
3174                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold, isl_int v);
3175
3176         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
3177                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3178                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3179
3180         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
3181                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3182                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3183
3184         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
3185                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
3186                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
3187
3188         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
3189                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3190                 __isl_take isl_point *pnt);
3191
3192         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
3193                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3194                 __isl_take isl_point *pnt);
3195
3196         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
3197                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3198         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
3199                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3200                 __isl_take isl_union_set *uset);
3201
3202         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3203                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3204
3205         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3206                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3207
3208         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
3209                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3210                 __isl_take isl_set *context);
3211
3212         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
3213                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3214                 __isl_take isl_union_set *context);
3215
3216 The gist operation applies the gist operation to each of
3217 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
3218 In future, the operation will also exploit the context
3219 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
3220
3221         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3222         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
3223                 __isl_take isl_set *set,
3224                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3225                 int *tight);
3226         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3227         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
3228                 __isl_take isl_map *map,
3229                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3230                 int *tight);
3231         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3232         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3233                 __isl_take isl_union_set *uset,
3234                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3235                 int *tight);
3236         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3237         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3238                 __isl_take isl_union_map *umap,
3239                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3240                 int *tight);
3241
3242 The functions taking a map
3243 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
3244 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
3245 over all elements in the intersection of the range of the map
3246 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
3247 as a function of an element in the domain of the map.
3248 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
3249 intersection of the set and the domain of the
3250 piecewise quasipolynomial reduction.
3251
3252 =head2 Dependence Analysis
3253
3254 C<isl> contains specialized functionality for performing
3255 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
3256 and a collection of possible I<source> access relations,
3257 C<isl> can compute relations that describe
3258 for each iteration of the sink access, which iteration
3259 of which of the source access relations was the last
3260 to access the same data element before the given iteration
3261 of the sink access.
3262 To compute standard flow dependences, the sink should be
3263 a read, while the sources should be writes.
3264 If any of the source accesses are marked as being I<may>
3265 accesses, then there will be a dependence to the last
3266 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
3267 this last I<must> access.
3268 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
3269 then memory based dependence analysis is performed.
3270 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
3271 then value based dependence analysis is performed.
3272
3273         #include <isl/flow.h>
3274
3275         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
3276
3277         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
3278                 __isl_take isl_map *sink,
3279                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
3280                 int max_source);
3281         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
3282                 __isl_take isl_access_info *acc,
3283                 __isl_take isl_map *source, int must,
3284                 void *source_user);
3285         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
3286
3287         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
3288                 __isl_take isl_access_info *acc);
3289
3290         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
3291                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
3292                           void *dep_user, void *user),
3293                 void *user);
3294         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
3295                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
3296         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
3297
3298 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
3299 dependence analysis.  The other functions are used to construct
3300 the input for this function or to read off the output.
3301
3302 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
3303 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
3304 The arguments to this functions are the sink access relation
3305 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
3306 access to the user, a callback function for specifying the
3307 relative order of source and sink accesses, and the number
3308 of source access relations that will be added.
3309 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
3310 The function is called with two user supplied tokens identifying
3311 either a source or the sink and it should return the shared nesting
3312 level and the relative order of the two accesses.
3313 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
3314 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
3315 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
3316 it should return I<2 * n>.
3317 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
3318 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
3319 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
3320 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
3321 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
3322 of the relation accesses I<all> elements in its image.
3323 The C<source_user> token is again used to identify
3324 the source access.  The range of the source access relation
3325 C<source> should have the same dimension as the range
3326 of the sink access relation.
3327 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
3328 called explicitly, because it is called implicitly by
3329 C<isl_access_info_compute_flow>.
3330
3331 The result of the dependence analysis is collected in an
3332 C<isl_flow>.  There may be elements of
3333 the sink access for which no preceding source access could be
3334 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
3335 The relations containing these elements can be obtained through
3336 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
3337 and the second with C<must> unset.
3338 In the case of standard flow dependence analysis,
3339 with the sink a read and the sources I<must> writes,
3340 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
3341 array elements and the second relation is empty.
3342 The actual flow dependences can be extracted using
3343 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
3344 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
3345 a source and the sink.  The callback function is called
3346 with four arguments, the actual flow dependence relation
3347 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
3348 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
3349 identifying the source and an additional C<void *> with value
3350 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
3351 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
3352 source and if it is not followed by any I<may> sources.
3353
3354 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
3355 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
3356
3357 A higher-level interface to dependence analysis is provided
3358 by the following function.
3359
3360         #include <isl/flow.h>
3361
3362         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
3363                 __isl_take isl_union_map *must_source,
3364                 __isl_take isl_union_map *may_source,
3365                 __isl_take isl_union_map *schedule,
3366                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
3367                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
3368                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
3369                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
3370
3371 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
3372 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
3373 of the domains of the accesses and of the schedule.
3374 The relative order of the iteration domains is given by the
3375 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
3376 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
3377 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
3378 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
3379 any of the other arguments is treated as an error.
3380
3381 =head2 Scheduling
3382
3383 B<The functionality described in this section is fairly new
3384 and may be subject to change.>
3385
3386 The following function can be used to compute a schedule
3387 for a union of domains.  The generated schedule respects
3388 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
3389 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
3390 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
3391 the dependence distances over C<proximity> dependences.
3392 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
3393 for groups of domains where the dependence distances have only
3394 non-negative values.
3395 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
3396 of C<Pluto>.
3397
3398         #include <isl/schedule.h>
3399         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
3400                 __isl_take isl_union_set *domain,
3401                 __isl_take isl_union_map *validity,
3402                 __isl_take isl_union_map *proximity);
3403         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
3404
3405 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
3406 from an C<isl_schedule> using the following function.
3407
3408         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
3409                 __isl_keep isl_schedule *sched);
3410
3411 A representation of the schedule can be printed using
3412          
3413         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(
3414                 __isl_take isl_printer *p,
3415                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3416
3417 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
3418 using the following function.
3419
3420         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
3421                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3422
3423 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
3424 The bands inside the list can be copied and freed using the following
3425 functions.
3426
3427         #include <isl/band.h>
3428         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
3429                 __isl_keep isl_band *band);
3430         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
3431
3432 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
3433 These are referred to as the members of the band.
3434 The section of the schedule that corresponds to the band is
3435 referred to as the partial schedule of the band.
3436 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
3437 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
3438 dimensions form the suffix schedule.
3439 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
3440 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
3441 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
3442 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
3443 The properties of a band can be inspected using the following functions.
3444
3445         #include <isl/band.h>
3446         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
3447
3448         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
3449         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
3450                 __isl_keep isl_band *band);
3451
3452         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
3453                 __isl_keep isl_band *band);
3454         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
3455                 __isl_keep isl_band *band);
3456         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
3457                 __isl_keep isl_band *band);
3458
3459         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
3460         int isl_band_member_is_zero_distance(
3461                 __isl_keep isl_band *band, int pos);
3462
3463 Note that a scheduling dimension is considered to be ``zero
3464 distance'' if it does not carry any proximity dependences
3465 within its band.
3466 That is, if the dependence distances of the proximity
3467 dependences are all zero in that direction (for fixed
3468 iterations of outer bands).
3469
3470 A representation of the band can be printed using
3471
3472         #include <isl/band.h>
3473         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
3474                 __isl_take isl_printer *p,
3475                 __isl_keep isl_band *band);
3476
3477 =head2 Parametric Vertex Enumeration
3478
3479 The parametric vertex enumeration described in this section
3480 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
3481 library.
3482
3483         #include <isl/vertices.h>
3484         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
3485                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
3486
3487 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
3488 actual computation of the parametric vertices and the chamber
3489 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
3490 This information can be queried by either iterating over all
3491 the vertices or iterating over all the chambers or cells
3492 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
3493
3494         int isl_vertices_foreach_vertex(
3495                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3496                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3497                 void *user);
3498
3499         int isl_vertices_foreach_cell(
3500                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3501                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
3502                 void *user);
3503         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
3504                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3505                 void *user);
3506
3507 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
3508 the following.
3509
3510         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
3511                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3512         int isl_vertices_get_n_vertices(
3513                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3514         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
3515
3516 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
3517
3518         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3519         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3520         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
3521                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3522         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
3523                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3524         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
3525
3526 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
3527 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
3528 of the vertex.
3529 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
3530 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
3531 and should not be mixed with integer sets.
3532
3533 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
3534
3535         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
3536         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
3537                 __isl_keep isl_cell *cell);
3538         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
3539
3540 =head1 Applications
3541
3542 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
3543 it also contains some basic applications that use some
3544 of the functionality of C<isl>.
3545 The input may be specified in either the L<isl format>
3546 or the L<PolyLib format>.
3547
3548 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
3549
3550 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
3551 an integer element of the polyhedron, if there is any.
3552 The first column in the output is the denominator and is always
3553 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
3554 then a vector of length zero is printed.
3555
3556 =head2 C<isl_pip>
3557
3558 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
3559 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
3560 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
3561 of constraints on a parametric polyhedron.
3562 The coefficients of the parameters appear in the last columns
3563 (but before the final constant column).
3564 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
3565 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
3566 is just a dump of the internal state.
3567
3568 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
3569
3570 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
3571 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
3572 If an affine objective function
3573 is given, then the constant should appear in the last column.
3574
3575 =head2 C<isl_polytope_scan>
3576
3577 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
3578 all integer points in the polytope.