d9db51e64c19feb9742bd9ea174e6ba7d39c1bfb
[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 =head1 Installation
50
51 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
52 or from the git repository.  Both are available from
53 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
54 The installation process depends on how you obtained
55 the source.
56
57 =head2 Installation from the git repository
58
59 =over
60
61 =item 1 Clone or update the repository
62
63 The first time the source is obtained, you need to clone
64 the repository.
65
66         git clone git://repo.or.cz/isl.git
67
68 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
69
70         git pull
71
72 =item 2 Generate C<configure>
73
74         ./autogen.sh
75
76 =back
77
78 After performing the above steps, continue
79 with the L<Common installation instructions>.
80
81 =head2 Common installation instructions
82
83 =over
84
85 =item 1 Obtain C<GMP>
86
87 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
88 Your distribution may not provide these header files by default
89 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
90 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
91 source, available from L<http://gmplib.org/>.
92
93 =item 2 Configure
94
95 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
96 To run it, just type
97
98         ./configure
99
100 optionally followed by some configure options.
101 A complete list of options can be obtained by running
102
103         ./configure --help
104
105 Below we discuss some of the more common options.
106
107 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
108 C<piplib> functionality is currently used by default.
109 The C<--with-piplib> option can
110 be used to specify which C<piplib>
111 library to use, either an installed version (C<system>),
112 an externally built version (C<build>)
113 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
114 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
115 and C<piplib>.
116
117 =over
118
119 =item C<--prefix>
120
121 Installation prefix for C<isl>
122
123 =item C<--with-gmp-prefix>
124
125 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
126
127 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
128
129 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
130
131 =item C<--with-piplib>
132
133 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
134
135 =item C<--with-piplib-prefix>
136
137 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
138
139 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
140
141 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
142
143 =item C<--with-piplib-builddir>
144
145 Location where C<build> C<piplib> was built.
146
147 =back
148
149 =item 3 Compile
150
151         make
152
153 =item 4 Install (optional)
154
155         make install
156
157 =back
158
159 =head1 Library
160
161 =head2 Initialization
162
163 All manipulations of integer sets and relations occur within
164 the context of an C<isl_ctx>.
165 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
166 All arguments of a function are required to have been allocated
167 within the same context.
168 There are currently no functions available for moving an object
169 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
170 there is currently no way of safely moving an object from one
171 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
172
173 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
174 freed using C<isl_ctx_free>.
175 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
176 before the C<isl_ctx> itself is freed.
177
178         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
179         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
180
181 =head2 Integers
182
183 All operations on integers, mainly the coefficients
184 of the constraints describing the sets and relations,
185 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
186 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
187 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
188 are wrapped inside C<isl> specific macros.
189 The basic type is C<isl_int> and the following operations
190 are available on this type.
191 The meanings of these operations are essentially the same
192 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
193 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
194 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
195 and they need to be released with C<isl_int_clear>
196 after the last use.
197
198 =over
199
200 =item isl_int_init(i)
201
202 =item isl_int_clear(i)
203
204 =item isl_int_set(r,i)
205
206 =item isl_int_set_si(r,i)
207
208 =item isl_int_set_gmp(r,g)
209
210 =item isl_int_get_gmp(i,g)
211
212 =item isl_int_abs(r,i)
213
214 =item isl_int_neg(r,i)
215
216 =item isl_int_swap(i,j)
217
218 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
219
220 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
221
222 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
223
224 =item isl_int_add(r,i,j)
225
226 =item isl_int_sub(r,i,j)
227
228 =item isl_int_mul(r,i,j)
229
230 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
231
232 =item isl_int_addmul(r,i,j)
233
234 =item isl_int_submul(r,i,j)
235
236 =item isl_int_gcd(r,i,j)
237
238 =item isl_int_lcm(r,i,j)
239
240 =item isl_int_divexact(r,i,j)
241
242 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
243
244 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
245
246 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
247
248 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
249
250 =item isl_int_read(r,s)
251
252 =item isl_int_print(out,i,width)
253
254 =item isl_int_sgn(i)
255
256 =item isl_int_cmp(i,j)
257
258 =item isl_int_cmp_si(i,si)
259
260 =item isl_int_eq(i,j)
261
262 =item isl_int_ne(i,j)
263
264 =item isl_int_lt(i,j)
265
266 =item isl_int_le(i,j)
267
268 =item isl_int_gt(i,j)
269
270 =item isl_int_ge(i,j)
271
272 =item isl_int_abs_eq(i,j)
273
274 =item isl_int_abs_ne(i,j)
275
276 =item isl_int_abs_lt(i,j)
277
278 =item isl_int_abs_gt(i,j)
279
280 =item isl_int_abs_ge(i,j)
281
282 =item isl_int_is_zero(i)
283
284 =item isl_int_is_one(i)
285
286 =item isl_int_is_negone(i)
287
288 =item isl_int_is_pos(i)
289
290 =item isl_int_is_neg(i)
291
292 =item isl_int_is_nonpos(i)
293
294 =item isl_int_is_nonneg(i)
295
296 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
297
298 =back
299
300 =head2 Sets and Relations
301
302 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
303 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
304 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
305 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
306 can be described as a conjunction of affine constraints, while
307 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
308 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
309 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
310 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
311 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
312 where dimensions with different space names
313 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
314 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
315 one set of variables, while relations have two sets of variables,
316 input variables and output variables.
317
318 =head2 Memory Management
319
320 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
321 several substeps and since the user is usually not interested in
322 the intermediate results, most functions that return a new object
323 will also release all the objects passed as arguments.
324 If the user still wants to use one or more of these arguments
325 after the function call, she should pass along a copy of the
326 object rather than the object itself.
327 The user is then responsible for make sure that the original
328 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
329
330 The arguments and return values of all documents functions are
331 annotated to make clear which arguments are released and which
332 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
333 are used
334
335 =over
336
337 =item C<__isl_give>
338
339 C<__isl_give> means that a new object is returned.
340 The user should make sure that the returned pointer is
341 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
342 In between, it can be used as a value for as many
343 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
344 There is one exception, and that is the case where the
345 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
346 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
347
348 =item C<__isl_take>
349
350 C<__isl_take> means that the object the argument points to
351 is taken over by the function and may no longer be used
352 by the user as an argument to any other function.
353 The pointer value must be one returned by a function
354 returning an C<__isl_give> pointer.
355 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
356 be treated as an error in the sense that the function will
357 not perform its usual operation.  However, it will still
358 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
359 are released.
360
361 =item C<__isl_keep>
362
363 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
364 temporarily.  After the function has finished, the user
365 can still use it as an argument to other functions.
366 A C<NULL> value will be treated in the same way as
367 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
368
369 =back
370
371 =head2 Dimension Specifications
372
373 Whenever a new set or relation is created from scratch,
374 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
375
376         #include <isl_dim.h>
377         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
378                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
379         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
380                 unsigned nparam, unsigned dim);
381         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
382         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
383         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
384                 enum isl_dim_type type);
385
386 The dimension specification used for creating a set
387 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
388 that for creating a relation
389 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
390 C<isl_dim_size> can be used
391 to find out the number of dimensions of each type in
392 a dimension specification, where type may be
393 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
394 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
395 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
396
397 It is often useful to create objects that live in the
398 same space as some other object.  This can be accomplished
399 by creating the new objects
400 (see L<Creating New Sets and Relations> or
401 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
402 specification of the original object.
403
404         #include <isl_set.h>
405         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
406                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
407         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
408
409         #include <isl_union_set.h>
410         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
411                 __isl_keep isl_union_set *uset);
412
413         #include <isl_map.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
415                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
416         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
417
418         #include <isl_union_map.h>
419         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
420                 __isl_keep isl_union_map *umap);
421
422         #include <isl_polynomial.h>
423         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
424                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
425         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
426                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
427         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
428                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
429         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
430                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
431
432 The names of the individual dimensions may be set or read off
433 using the following functions.
434
435         #include <isl_dim.h>
436         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
437                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
438                                  __isl_keep const char *name);
439         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
440                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
441
442 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
443 data structure, so the result can only be used while the
444 corresponding C<isl_dim> is alive.
445 Also note that every function that operates on two sets or relations
446 requires that both arguments have the same parameters.  This also
447 means that if one of the arguments has named parameters, then the
448 other needs to have named parameters too and the names need to match.
449 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
450 have different parameters (as long as they are named), in which case
451 the result will have as parameters the union of the parameters of
452 the arguments.
453
454 The names of entire spaces may be set or read off
455 using the following functions.
456
457         #include <isl_dim.h>
458         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
459                 __isl_take isl_dim *dim,
460                 enum isl_dim_type type, const char *s);
461         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
462                 enum isl_dim_type type);
463
464 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
465 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
466 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
467 data structure.
468 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
469 to have the same name.
470
471 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
472 the domain or range of a relation can be a nested relation.
473 The following functions can be used to construct and deconstruct
474 such nested dimension specifications.
475
476         #include <isl_dim.h>
477         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
478         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
479         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
480
481 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
482 be the dimension specification of a set, while that of
483 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
484 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
485 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
486 of a set.
487
488 Dimension specifications can be created from other dimension
489 specifications using the following functions.
490
491         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
492         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
493         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
494         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
495         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
496         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
497                 __isl_take isl_dim *right);
498         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
499                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
500         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
501                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
502         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
503                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
504
505 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
506 the name and the internal structure are lost.
507
508 =head2 Input and Output
509
510 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
511 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
512 in some cases.
513
514 =head3 C<isl> format
515
516 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
517 syntax for describing the parameters and allows for the definition
518 of an existentially quantified variable as the integer division
519 of an affine expression.
520 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
521 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
522
523         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
524                                 i - 10 a <= 6) }
525
526 A set or relation can have several disjuncts, separated
527 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
528 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
529 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
530 C<and>.
531
532 =head3 C<PolyLib> format
533
534 If the represented set is a union, then the first line
535 contains a single number representing the number of disjuncts.
536 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
537
538 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
539 The first line contains two numbers representing
540 the number of rows and columns,
541 where the number of rows is equal to the number of constraints
542 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
543 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
544 In each row, the first column indicates whether the constraint
545 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
546 corresponds to the constant term.
547
548 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
549 appear in the last columns before the constant column.
550 The coefficients of any existentially quantified variables appear
551 between those of the set variables and those of the parameters.
552
553 =head3 Extended C<PolyLib> format
554
555 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
556 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
557 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
558 also contains four additional numbers:
559 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
560 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
561 quantified variables) and the number of parameters.
562 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
563 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
564 dimensions is zero.
565
566 =head3 Input
567
568         #include <isl_set.h>
569         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
570                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
571         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
572                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
573         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
574                 FILE *input, int nparam);
575         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
576                 const char *str, int nparam);
577
578         #include <isl_map.h>
579         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
580                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
581         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
582                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
583         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
584                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
585         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
586                 const char *str, int nparam);
587
588 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
589 or the C<isl> format.
590 C<nparam> specifies how many of the final columns in
591 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
592 If input is given in the C<isl> format, then the number
593 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
594 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
595 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
596 are assumed in the C<PolyLib> format.
597
598 =head3 Output
599
600 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
601 be created.
602
603         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
604                 FILE *file);
605         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
606         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
607         __isl_give char *isl_printer_get_str(
608                 __isl_keep isl_printer *printer);
609
610 The behavior of the printer can be modified in various ways
611
612         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
613                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
614         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
615                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
616         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
617                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
618         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
619                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
620
621 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
622 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
623 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
624 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
625 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
626 In the C<PolyLib> format output,
627 the coefficients of the existentially quantified variables
628 appear between those of the set variables and those
629 of the parameters.
630
631 To actually print something, use
632
633         #include <isl_set.h>
634         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
635                 __isl_take isl_printer *printer,
636                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
637         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
638                 __isl_take isl_printer *printer,
639                 __isl_keep isl_set *set);
640
641         #include <isl_map.h>
642         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
643                 __isl_take isl_printer *printer,
644                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
645         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
646                 __isl_take isl_printer *printer,
647                 __isl_keep isl_map *map);
648
649         #include <isl_union_set.h>
650         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
651                 __isl_take isl_printer *p,
652                 __isl_keep isl_union_set *uset);
653
654         #include <isl_union_map.h>
655         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
656                 __isl_take isl_printer *p,
657                 __isl_keep isl_union_map *umap);
658
659 When called on a file printer, the following function flushes
660 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
661
662         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
663                 __isl_take isl_printer *p);
664
665 =head2 Creating New Sets and Relations
666
667 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
668
669 =over
670
671 =item * Empty sets and relations
672
673         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
674                 __isl_take isl_dim *dim);
675         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
676                 __isl_take isl_dim *dim);
677         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
678                 __isl_take isl_dim *dim);
679         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
680                 __isl_take isl_dim *dim);
681         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
682                 __isl_take isl_dim *dim);
683         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
684                 __isl_take isl_dim *dim);
685
686 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
687 is only used to specify the parameters.
688
689 =item * Universe sets and relations
690
691         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
692                 __isl_take isl_dim *dim);
693         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
694                 __isl_take isl_dim *dim);
695         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
696                 __isl_take isl_dim *dim);
697         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
698                 __isl_take isl_dim *dim);
699
700 =item * Identity relations
701
702         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
703                 __isl_take isl_dim *set_dim);
704         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
705                 __isl_take isl_dim *set_dim);
706
707 These functions take a dimension specification for a B<set>
708 and return an identity relation between two such sets.
709
710 =item * Lexicographic order
711
712         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
713                 __isl_take isl_dim *set_dim);
714         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
715                 __isl_take isl_dim *set_dim);
716         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
717                 __isl_take isl_dim *set_dim);
718         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
719                 __isl_take isl_dim *set_dim);
720         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
721                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
722         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
723                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
724         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
725                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
726         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
727                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
728
729 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
730 and return relations that express that the elements in the domain
731 are lexicographically less
732 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
733 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
734 than the elements in the range.
735 The last four functions take a dimension specification for a map
736 and return relations that express that the first C<n> dimensions
737 in the domain are lexicographically less
738 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
739 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
740 than the first C<n> dimensions in the range.
741
742 =back
743
744 A basic set or relation can be converted to a set or relation
745 using the following functions.
746
747         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
748                 __isl_take isl_basic_set *bset);
749         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
750                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
751
752 Sets and relations can be converted to union sets and relations
753 using the following functions.
754
755         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
756                 __isl_take isl_map *map);
757         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
758                 __isl_take isl_set *set);
759
760 Sets and relations can be copied and freed again using the following
761 functions.
762
763         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
764                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
765         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
766         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
767                 __isl_keep isl_union_set *uset);
768         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
769                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
770         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
771         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
772                 __isl_keep isl_union_map *umap);
773         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
774         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
775         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
776         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
777         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
778         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
779
780 Other sets and relations can be constructed by starting
781 from a universe set or relation, adding equality and/or
782 inequality constraints and then projecting out the
783 existentially quantified variables, if any.
784 Constraints can be constructed, manipulated and
785 added to basic sets and relations using the following functions.
786
787         #include <isl_constraint.h>
788         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
789                 __isl_take isl_dim *dim);
790         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
791                 __isl_take isl_dim *dim);
792         void isl_constraint_set_constant(
793                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
794         void isl_constraint_set_coefficient(
795                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
796                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
797         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
798                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
799                 __isl_take isl_constraint *constraint);
800         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
801                 __isl_take isl_basic_set *bset,
802                 __isl_take isl_constraint *constraint);
803
804 For example, to create a set containing the even integers
805 between 10 and 42, you would use the following code.
806
807         isl_int v;
808         struct isl_dim *dim;
809         struct isl_constraint *c;
810         struct isl_basic_set *bset;
811
812         isl_int_init(v);
813         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
814         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
815
816         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
817         isl_int_set_si(v, -1);
818         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
819         isl_int_set_si(v, 2);
820         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
821         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
822
823         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
824         isl_int_set_si(v, -10);
825         isl_constraint_set_constant(c, v);
826         isl_int_set_si(v, 1);
827         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
828         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
829
830         c = isl_inequality_alloc(dim);
831         isl_int_set_si(v, 42);
832         isl_constraint_set_constant(c, v);
833         isl_int_set_si(v, -1);
834         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
835         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
836
837         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
838
839         isl_int_clear(v);
840
841 Or, alternatively,
842
843         struct isl_basic_set *bset;
844         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
845                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
846
847 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
848 describing the equalities and the inequalities.
849
850         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
851                 __isl_take isl_dim *dim,
852                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
853                 enum isl_dim_type c1,
854                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
855                 enum isl_dim_type c4);
856         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
857                 __isl_take isl_dim *dim,
858                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
859                 enum isl_dim_type c1,
860                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
861                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
862
863 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
864 different kinds of variables appear in the input matrices
865 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
866 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
867 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
868 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
869
870 =head2 Inspecting Sets and Relations
871
872 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
873 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
874 explained in the following sections.
875 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
876 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
877 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
878 an explicit representation of the existentially quantified variables.
879
880         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
881                 __isl_take isl_set *set);
882         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
883                 __isl_take isl_map *map);
884         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
885                 __isl_take isl_union_set *uset);
886         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
887                 __isl_take isl_union_map *umap);
888
889 This explicit representation defines the existentially quantified
890 variables as integer divisions of the other variables, possibly
891 including earlier existentially quantified variables.
892 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
893 has a unique value when the values of the other variables are known.
894 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
895 with the same explicit representations, should appear in the
896 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
897 either of the following functions.
898
899         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
900                 __isl_take isl_set *set);
901         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
902                 __isl_take isl_map *map);
903
904 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
905 using the following functions, which compute an overapproximation.
906
907         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
908                 __isl_take isl_basic_set *bset);
909         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
910                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
911         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
912                 __isl_take isl_set *set);
913
914 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
915
916         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
917                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
918                 void *user);
919         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
920                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
921                 void *user);
922
923 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
924 from
925
926         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
927         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
928
929 To extract the set or map from a union with a given dimension
930 specification, use
931
932         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
933                 __isl_keep isl_union_set *uset,
934                 __isl_take isl_dim *dim);
935         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
936                 __isl_keep isl_union_map *umap,
937                 __isl_take isl_dim *dim);
938
939 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
940
941         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
942                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
943                 void *user);
944         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
945                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
946                 void *user);
947
948 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
949 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
950 occurs, the above functions will return -1.
951
952 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
953 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
954 If this is required, then the user should call one of
955 the following functions first.
956
957         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
958                 __isl_take isl_set *set);
959         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
960                 __isl_take isl_map *map);
961
962 The number of basic sets in a set can be obtained
963 from
964
965         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
966
967 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
968
969         #include <isl_constraint.h>
970
971         int isl_basic_map_foreach_constraint(
972                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
973                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
974                 void *user);
975         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
976
977 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
978 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
979 occurs, the above functions will return -1.
980 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
981 Use the following function to find out whether a constraint
982 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
983
984         int isl_constraint_is_equality(
985                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
986
987 The coefficients of the constraints can be inspected using
988 the following functions.
989
990         void isl_constraint_get_constant(
991                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
992         void isl_constraint_get_coefficient(
993                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
994                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
995
996 The explicit representations of the existentially quantified
997 variables can be inspected using the following functions.
998 Note that the user is only allowed to use these functions
999 if the inspected set or map is the result of a call
1000 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1001
1002         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1003                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1004         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1005                 isl_int *v);
1006         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1007                 isl_int *v);
1008         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1009                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1010
1011 To obtain the constraints of a basic map in matrix
1012 form, use the following functions.
1013
1014         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1015                         __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1016                         enum isl_dim_type c1,
1017                         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1018                         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1019         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1020                         __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1021                         enum isl_dim_type c1,
1022                         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1023                         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1024
1025 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1026 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1027 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1028 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1029
1030 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1031 read off using the following functions.
1032
1033         const char *isl_set_get_tuple_name(
1034                 __isl_keep isl_set *set);
1035         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1036                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1037                 enum isl_dim_type type);
1038         const char *isl_map_get_tuple_name(
1039                 __isl_keep isl_map *map,
1040                 enum isl_dim_type type);
1041
1042 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1043 an internal data structure.
1044 The names of individual dimensions can be read off using
1045 the following functions.
1046
1047         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1048                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1049                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1050         const char *isl_set_get_dim_name(
1051                 __isl_keep isl_set *set,
1052                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1053         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1054                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1055                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1056         const char *isl_map_get_dim_name(
1057                 __isl_keep isl_map *map,
1058                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1059
1060 These functions are mostly useful to obtain the names
1061 of the parameters.
1062
1063 =head2 Properties
1064
1065 =head3 Unary Properties
1066
1067 =over
1068
1069 =item * Emptiness
1070
1071 The following functions test whether the given set or relation
1072 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1073 any computations, but simply check if the given set or relation
1074 is already known to be empty.
1075
1076         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1077         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1078         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1079         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1080         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1081         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1082         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1083         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1084         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1085
1086 =item * Universality
1087
1088         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1089         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1090         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1091
1092 =item * Single-valuedness
1093
1094         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1095
1096 =item * Bijectivity
1097
1098         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1099
1100 =item * Wrapping
1101
1102 The followning functions check whether the domain of the given
1103 (basic) set is a wrapped relation.
1104
1105         int isl_basic_set_is_wrapping(
1106                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1107         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1108
1109 =back
1110
1111 =head3 Binary Properties
1112
1113 =over
1114
1115 =item * Equality
1116
1117         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1118                 __isl_keep isl_set *set2);
1119         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1120                 __isl_keep isl_set *set2);
1121         int isl_basic_map_is_equal(
1122                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1123                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1124         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1125                 __isl_keep isl_map *map2);
1126         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1127                 __isl_keep isl_map *map2);
1128         int isl_union_map_is_equal(
1129                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1130                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1131
1132 =item * Disjointness
1133
1134         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1135                 __isl_keep isl_set *set2);
1136
1137 =item * Subset
1138
1139         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1140                 __isl_keep isl_set *set2);
1141         int isl_set_is_strict_subset(
1142                 __isl_keep isl_set *set1,
1143                 __isl_keep isl_set *set2);
1144         int isl_basic_map_is_subset(
1145                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1146                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1147         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1148                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1149                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1150         int isl_map_is_subset(
1151                 __isl_keep isl_map *map1,
1152                 __isl_keep isl_map *map2);
1153         int isl_map_is_strict_subset(
1154                 __isl_keep isl_map *map1,
1155                 __isl_keep isl_map *map2);
1156         int isl_union_map_is_subset(
1157                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1158                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1159         int isl_union_map_is_strict_subset(
1160                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1161                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1162
1163 =back
1164
1165 =head2 Unary Operations
1166
1167 =over
1168
1169 =item * Complement
1170
1171         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1172                 __isl_take isl_set *set);
1173
1174 =item * Inverse map
1175
1176         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1177                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1178         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1179                 __isl_take isl_map *map);
1180         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1181                 __isl_take isl_union_map *umap);
1182
1183 =item * Projection
1184
1185         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1186                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1187                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1188         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1189                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1190                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1191         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1192                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1193         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1194                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1195         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1196                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1197         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1198                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1199         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1200                 __isl_take isl_map *bmap);
1201         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1202                 __isl_take isl_map *map);
1203         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1204                 __isl_take isl_union_map *umap);
1205         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1206                 __isl_take isl_union_map *umap);
1207
1208         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1209                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1210         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1211                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1212         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1213         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1214         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1215                 __isl_take isl_union_map *umap);
1216         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1217                 __isl_take isl_union_map *umap);
1218
1219 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1220 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1221
1222 =item * Identity
1223
1224         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1225                 __isl_take isl_set *set);
1226         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1227                 __isl_take isl_union_set *uset);
1228
1229 Construct an identity relation on the given (union) set.
1230
1231 =item * Deltas
1232
1233         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1234                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1235         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1236         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1237                 __isl_take isl_union_map *umap);
1238
1239 These functions return a (basic) set containing the differences
1240 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1241
1242 =item * Coalescing
1243
1244 Simplify the representation of a set or relation by trying
1245 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1246 basic set or relation.
1247
1248         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1249         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1250         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1251                 __isl_take isl_union_set *uset);
1252         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1253                 __isl_take isl_union_map *umap);
1254
1255 =item * Convex hull
1256
1257         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1258                 __isl_take isl_set *set);
1259         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1260                 __isl_take isl_map *map);
1261
1262 If the input set or relation has any existentially quantified
1263 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1264
1265 =item * Simple hull
1266
1267         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1268                 __isl_take isl_set *set);
1269         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1270                 __isl_take isl_map *map);
1271
1272 These functions compute a single basic set or relation
1273 that contains the whole input set or relation.
1274 In particular, the output is described by translates
1275 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1276
1277 =begin latex
1278
1279 (See \autoref{s:simple hull}.)
1280
1281 =end latex
1282
1283 =item * Affine hull
1284
1285         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1286                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1287         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1288                 __isl_take isl_set *set);
1289         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1290                 __isl_take isl_union_set *uset);
1291         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1292                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1293         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1294                 __isl_take isl_map *map);
1295         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1296                 __isl_take isl_union_map *umap);
1297
1298 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1299 per space.
1300
1301 =item * Power
1302
1303         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1304                 unsigned param, int *exact);
1305
1306 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1307 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
1308 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
1309 then C<*exact> is set to C<1>.
1310 The current implementation only produces exact results for particular
1311 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1312
1313 =item * Transitive closure
1314
1315         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1316                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1317         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1318                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1319
1320 Compute the transitive closure of C<map>.
1321 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1322 then C<*exact> is set to C<1>.
1323 The current implementation only produces exact results for particular
1324 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1325
1326 =item * Reaching path lengths
1327
1328         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1329                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1330
1331 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1332 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1333 end up in the given element.
1334 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1335 then C<*exact> is set to C<1>.
1336 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1337 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1338 In particular, if the input relation is a dependence relation
1339 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1340 to the free schedule.
1341 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1342 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1343 the overapproximation), then you will get an error message.
1344
1345 =item * Wrapping
1346
1347         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1348                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1349         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1350                 __isl_take isl_map *map);
1351         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1352                 __isl_take isl_union_map *umap);
1353         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1354                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1355         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1356                 __isl_take isl_set *set);
1357         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1358                 __isl_take isl_union_set *uset);
1359
1360 =item * Flattening
1361
1362 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1363 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1364 then the name of the space is also removed.
1365
1366         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1367                 __isl_take isl_set *set);
1368         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1369                 __isl_take isl_map *map);
1370
1371 =item * Dimension manipulation
1372
1373         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1374                 __isl_take isl_set *set,
1375                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1376         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1377                 __isl_take isl_map *map,
1378                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1379
1380 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1381 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1382 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1383 to add new parameters.
1384
1385 =back
1386
1387 =head2 Binary Operations
1388
1389 The two arguments of a binary operation not only need to live
1390 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1391 the same (number of) parameters.
1392
1393 =head3 Basic Operations
1394
1395 =over
1396
1397 =item * Intersection
1398
1399         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1400                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1401                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1402         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1403                 __isl_take isl_set *set1,
1404                 __isl_take isl_set *set2);
1405         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1406                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1407                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1408         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1409                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1410                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1411         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1412                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1413                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1414         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1415                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1416                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1417         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1418                 __isl_take isl_map *map,
1419                 __isl_take isl_set *set);
1420         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1421                 __isl_take isl_map *map,
1422                 __isl_take isl_set *set);
1423         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1424                 __isl_take isl_map *map1,
1425                 __isl_take isl_map *map2);
1426         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1427                 __isl_take isl_union_map *umap,
1428                 __isl_take isl_union_set *uset);
1429         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1430                 __isl_take isl_union_map *umap,
1431                 __isl_take isl_union_set *uset);
1432         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1433                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1434                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1435
1436 =item * Union
1437
1438         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1439                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1440                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1441         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1442                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1443                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1444         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1445                 __isl_take isl_set *set1,
1446                 __isl_take isl_set *set2);
1447         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1448                 __isl_take isl_map *map1,
1449                 __isl_take isl_map *map2);
1450         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1451                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1452                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1453         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1454                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1455                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1456
1457 =item * Set difference
1458
1459         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1460                 __isl_take isl_set *set1,
1461                 __isl_take isl_set *set2);
1462         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1463                 __isl_take isl_map *map1,
1464                 __isl_take isl_map *map2);
1465         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1466                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1467                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1468         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1469                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1470                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1471
1472 =item * Application
1473
1474         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1475                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1476                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1477         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1478                 __isl_take isl_set *set,
1479                 __isl_take isl_map *map);
1480         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1481                 __isl_take isl_union_set *uset,
1482                 __isl_take isl_union_map *umap);
1483         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1484                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1485                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1486         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1487                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1488                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1489         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1490                 __isl_take isl_map *map1,
1491                 __isl_take isl_map *map2);
1492         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1493                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1494                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1495         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1496                 __isl_take isl_map *map1,
1497                 __isl_take isl_map *map2);
1498         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1499                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1500                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1501
1502 =item * Simplification
1503
1504         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1505                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1506                 __isl_take isl_basic_set *context);
1507         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1508                 __isl_take isl_set *context);
1509         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1510                 __isl_take isl_union_set *uset,
1511                 __isl_take isl_union_set *context);
1512         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1513                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1514                 __isl_take isl_basic_map *context);
1515         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1516                 __isl_take isl_map *context);
1517         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1518                 __isl_take isl_union_map *umap,
1519                 __isl_take isl_union_map *context);
1520
1521 The gist operation returns a set or relation that has the
1522 same intersection with the context as the input set or relation.
1523 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1524 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1525 are removed.
1526 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1527 per space.
1528
1529 =back
1530
1531 =head3 Lexicographic Optimization
1532
1533 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1534 the following functions
1535 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1536 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1537 that satisfy C<dom>.
1538 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1539 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1540 has no elements.
1541 In other words, the union of the parameter values
1542 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1543 is equal to C<dom>.
1544
1545         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1546                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1547                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1548                 __isl_give isl_set **empty);
1549         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1550                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1551                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1552                 __isl_give isl_set **empty);
1553         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1554                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1555                 __isl_give isl_set **empty);
1556         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1557                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1558                 __isl_give isl_set **empty);
1559
1560 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1561 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1562 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1563 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1564
1565         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1566                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1567         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1568                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1569         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1570                 __isl_take isl_set *set);
1571         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1572                 __isl_take isl_set *set);
1573         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1574                 __isl_take isl_union_set *uset);
1575         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1576                 __isl_take isl_union_set *uset);
1577
1578 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1579 the following functions
1580 compute a relation that maps each element of C<dom>
1581 to the single lexicographic minimum or maximum
1582 of the elements that are associated to that same
1583 element in C<map> (or C<bmap>).
1584 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1585 that contains the elements in C<dom> that do not map
1586 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1587 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1588 is equal to C<dom>.
1589
1590         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1591                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1592                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1593                 __isl_give isl_set **empty);
1594         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1595                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1596                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1597                 __isl_give isl_set **empty);
1598         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1599                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1600                 __isl_give isl_set **empty);
1601         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1602                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1603                 __isl_give isl_set **empty);
1604
1605 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1606 return a map mapping each element in the domain of
1607 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1608 of all elements associated to that element.
1609 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1610
1611         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1612                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1613         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1614                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1615         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1616                 __isl_take isl_map *map);
1617         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1618                 __isl_take isl_map *map);
1619         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1620                 __isl_take isl_union_map *umap);
1621         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1622                 __isl_take isl_union_map *umap);
1623
1624 =head2 Matrices
1625
1626 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1627
1628         #include <isl_mat.h>
1629         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1630                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1631         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1632         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1633
1634 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1635 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1636
1637         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1638         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1639         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1640                 int row, int col, isl_int *v);
1641         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1642                 int row, int col, isl_int v);
1643
1644 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1645 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1646
1647 The following function can be used to compute the (right) inverse
1648 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1649 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1650 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1651
1652         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1653
1654 The following function can be used to compute the (right) kernel
1655 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1656 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1657
1658         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1659
1660 =head2 Points
1661
1662 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1663 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1664 individual elements of a set.
1665 The zero point (the origin) can be created using
1666
1667         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1668
1669 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1670 using
1671
1672         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1673                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1674         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1675                 __isl_take isl_point *pnt,
1676                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1677
1678         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1679                 __isl_take isl_point *pnt,
1680                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1681         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1682                 __isl_take isl_point *pnt,
1683                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1684
1685 Points can be copied or freed using
1686
1687         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1688                 __isl_keep isl_point *pnt);
1689         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1690
1691 A singleton set can be created from a point using
1692
1693         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1694                 __isl_take isl_point *pnt);
1695
1696 and a box can be created from two opposite extremal points using
1697
1698         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1699                 __isl_take isl_point *pnt1,
1700                 __isl_take isl_point *pnt2);
1701
1702 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1703 the following functions.
1704
1705         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1706                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1707                 void *user);
1708         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1709                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1710                 void *user);
1711
1712 The function C<fn> is called for each integer point in
1713 C<set> with as second argument the last argument of
1714 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1715 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1716 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1717 enumerating and return C<-1> as well.
1718 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1719 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1720
1721 To obtain a single point of a (basic) set, use
1722
1723         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1724                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1725         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1726                 __isl_take isl_set *set);
1727
1728 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1729 resulting point will be ``void'', a property that can be
1730 tested using
1731
1732         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1733
1734 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1735
1736 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1737 a parametric point to a rational value.
1738 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1739 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1740 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1741 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1742 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1743 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1744 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1745 the value is assumed to be zero.
1746 For example, the piecewise quasipolynomial
1747
1748         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1749
1750 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1751 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1752 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1753 defined over different domains.
1754 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1755 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1756 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1757 the number of points in the map
1758
1759         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1760
1761 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1762
1763 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1764 using the following functions.
1765
1766         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1767                 __isl_take isl_printer *p,
1768                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1769
1770         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1771                 __isl_take isl_printer *p,
1772                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1773
1774         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1775                 __isl_take isl_printer *p,
1776                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1777
1778 The output format of the printer
1779 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1780 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1781 is supported.
1782 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
1783 to set the names of all dimensions
1784
1785         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
1786                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1787                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1788                 const char *s);
1789         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
1790         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
1791                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1792                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1793                 const char *s);
1794
1795 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1796
1797 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1798 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1799 operations such as addition and multiplication
1800 on the resulting quasipolynomials
1801
1802         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1803                 __isl_take isl_dim *dim);
1804         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
1805                 __isl_take isl_dim *dim);
1806         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1807                 __isl_take isl_dim *dim);
1808         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
1809                 __isl_take isl_dim *dim);
1810         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1811                 __isl_take isl_dim *dim);
1812         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1813                 __isl_take isl_dim *dim,
1814                 const isl_int n, const isl_int d);
1815         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1816                 __isl_take isl_div *div);
1817         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1818                 __isl_take isl_dim *dim,
1819                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1820
1821 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1822 with a single cell can be created using the following functions.
1823 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1824 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1825
1826         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1827                 __isl_take isl_dim *dim);
1828         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1829                 __isl_take isl_set *set,
1830                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1831
1832         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
1833                 __isl_take isl_dim *dim);
1834         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
1835                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1836         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
1837                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1838                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1839
1840 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1841 functions.
1842
1843         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1844                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1845         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1846
1847         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1848                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1849         void isl_pw_qpolynomial_free(
1850                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1851
1852         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
1853                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1854         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
1855                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1856
1857 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1858
1859 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
1860 piecewise quasipolynomial, use the following function
1861
1862         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
1863                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1864                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
1865                 void *user);
1866
1867 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
1868 specification, use
1869
1870         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
1871         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
1872                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1873                 __isl_take isl_dim *dim);
1874
1875 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1876 use either of the following two functions
1877
1878         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1879                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1880                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1881                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1882                           void *user), void *user);
1883         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1884                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1885                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1886                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1887                           void *user), void *user);
1888
1889 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1890 and C<-1> on failure.  The difference between
1891 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1892 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1893 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1894 compute unique representations for all existentially quantified
1895 variables and then turn these existentially quantified variables
1896 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1897 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1898 will not have any existentially quantified variables, but that
1899 the dimensions of the sets may be different for different
1900 invocations of C<fn>.
1901
1902 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1903 use
1904
1905         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1906                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1907                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1908                           void *user), void *user);
1909
1910 The terms themselves can be inspected and freed using
1911 these functions
1912
1913         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1914                 enum isl_dim_type type);
1915         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1916                 isl_int *n);
1917         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1918                 isl_int *d);
1919         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1920                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1921         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
1922                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
1923         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
1924
1925 Each term is a product of parameters, set variables and
1926 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
1927 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
1928 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
1929 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
1930 using C<isl_int_init> before calling these functions.
1931
1932 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
1933
1934 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
1935 use the following function.
1936
1937         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1938                 isl_int *n, isl_int *d);
1939
1940 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
1941 then the numerator and denominator of the constant
1942 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
1943
1944 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
1945
1946         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
1947                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1948         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
1949                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1950                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1951         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
1952                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1953                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1954         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
1955                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1956                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1957
1958         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
1959                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1960                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1961         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
1962                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1963                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1964         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
1965                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1966                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1967         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
1968                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1969         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
1970                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1971                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1972
1973         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
1974                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1975                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1976         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
1977                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1978                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1979         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
1980                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1981                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1982
1983         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
1984                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1985                 __isl_take isl_point *pnt);
1986
1987         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
1988                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1989                 __isl_take isl_point *pnt);
1990
1991         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
1992                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1993         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1994                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
1995                 __isl_take isl_set *set);
1996
1997         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
1998                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1999         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2000                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2001                 __isl_take isl_union_set *uset);
2002
2003         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2004                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2005
2006         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2007                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2008                 __isl_take isl_set *context);
2009
2010         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2011                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2012                 __isl_take isl_union_set *context);
2013
2014 The gist operation applies the gist operation to each of
2015 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2016 In future, the operation will also exploit the context
2017 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2018
2019 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2020
2021 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2022 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2023 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2024 The objects are mainly used to represent the result of
2025 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2026 i.e., as the result of the following function.
2027
2028         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2029                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2030                 enum isl_fold type, int *tight);
2031
2032         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2033                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2034                 enum isl_fold type, int *tight);
2035
2036 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2037 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2038 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2039 of the parameters there is at least
2040 one element in the domain that reaches the bound.
2041 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2042 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2043 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2044 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2045 wrapped relation becomes the domain of the result.
2046
2047 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2048 following functions.
2049
2050         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2051                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2052         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2053                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2054         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2055                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2056         void isl_qpolynomial_fold_free(
2057                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2058         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2059                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2060         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2061                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2062
2063 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2064
2065 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2066 using the following function.
2067
2068         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2069                 __isl_take isl_printer *p,
2070                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2071         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2072                 __isl_take isl_printer *p,
2073                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2074
2075 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2076 output format of the printer
2077 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2078 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2079 output format of the printer
2080 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL>.
2081
2082 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2083
2084 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2085 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2086
2087         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2088                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2089                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2090                             void *user), void *user);
2091
2092 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2093 use either of the following two functions
2094
2095         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2096                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2097                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2098                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2099                           void *user), void *user);
2100         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2101                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2102                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2103                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2104                           void *user), void *user);
2105
2106 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2107 of the difference between these two functions.
2108
2109 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2110
2111         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2112                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2113                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2114                           void *user), void *user);
2115
2116 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2117
2118         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2119                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2120                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2121
2122         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2123                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2124                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2125
2126         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2127                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2128                 __isl_take isl_point *pnt);
2129
2130         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2131                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2132                 __isl_take isl_point *pnt);
2133
2134         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2135                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2136         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2137                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2138                 __isl_take isl_union_set *uset);
2139
2140         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2141                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2142
2143         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2144                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2145
2146         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2147                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2148                 __isl_take isl_set *context);
2149
2150         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2151                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2152                 __isl_take isl_union_set *context);
2153
2154 The gist operation applies the gist operation to each of
2155 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2156 In future, the operation will also exploit the context
2157 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2158
2159         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2160         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2161                 __isl_take isl_map *map,
2162                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2163                 int *tight);
2164         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2165         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2166                 __isl_take isl_union_map *umap,
2167                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2168                 int *tight);
2169
2170 These functions
2171 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2172 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2173 over all elements in the intersection of the range of the map
2174 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2175 as a function of an element in the domain of the map.
2176
2177 =head2 Dependence Analysis
2178
2179 C<isl> contains specialized functionality for performing
2180 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2181 and a collection of possible I<source> access relations,
2182 C<isl> can compute relations that describe
2183 for each iteration of the sink access, which iteration
2184 of which of the source access relations was the last
2185 to access the same data element before the given iteration
2186 of the sink access.
2187 To compute standard flow dependences, the sink should be
2188 a read, while the sources should be writes.
2189 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2190 accesses, then there will be a dependence to the last
2191 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2192 this last I<must> access.
2193 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2194 then memory based dependence analysis is performed.
2195 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2196 then value based dependence analysis is performed.
2197
2198         #include <isl_flow.h>
2199
2200         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2201
2202         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2203                 __isl_take isl_map *sink,
2204                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2205                 int max_source);
2206         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2207                 __isl_take isl_access_info *acc,
2208                 __isl_take isl_map *source, int must,
2209                 void *source_user);
2210         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2211
2212         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2213                 __isl_take isl_access_info *acc);
2214
2215         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2216                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2217                           void *dep_user, void *user),
2218                 void *user);
2219         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
2220                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2221         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2222
2223 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2224 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2225 the input for this function or to read off the output.
2226
2227 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2228 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2229 The arguments to this functions are the sink access relation
2230 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2231 access to the user, a callback function for specifying the
2232 relative order of source and sink accesses, and the number
2233 of source access relations that will be added.
2234 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2235 The function is called with two user supplied tokens identifying
2236 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2237 level and the relative order of the two accesses.
2238 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2239 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2240 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2241 it should return I<2 * n>.
2242 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2243 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2244 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2245 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2246 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2247 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2248 The C<source_user> token is again used to identify
2249 the source access.  The range of the source access relation
2250 C<source> should have the same dimension as the range
2251 of the sink access relation.
2252 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2253 called explicitly, because it is called implicitly by
2254 C<isl_access_info_compute_flow>.
2255
2256 The result of the dependence analysis is collected in an
2257 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
2258 the sink access for which no preceding source access could be
2259 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2260 The sets of these elements can be obtained through
2261 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2262 and the second with C<must> unset.
2263 In the case of standard flow dependence analysis,
2264 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2265 the first set corresponds to the reads from uninitialized
2266 array elements and the second set is empty.
2267 The actual flow dependences can be extracted using
2268 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2269 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2270 a source and the sink.  The callback function is called
2271 with four arguments, the actual flow dependence relation
2272 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2273 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2274 identifying the source and an additional C<void *> with value
2275 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2276 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2277 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2278
2279 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2280 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2281
2282 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2283 by the following function.
2284
2285         #include <isl_flow.h>
2286
2287         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2288                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2289                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2290                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2291                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2292                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2293                 __isl_give isl_union_set **must_no_source,
2294                 __isl_give isl_union_set **may_no_source);
2295
2296 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2297 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2298 of the domains of the accesses and of the schedule.
2299 The relative order of the iteration domains is given by the
2300 schedule.  Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2301 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2302 any of the other arguments is treated as an error.
2303
2304 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2305
2306 The parametric vertex enumeration described in this section
2307 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2308 library.
2309
2310         #include <isl_vertices.h>
2311         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2312                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2313
2314 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2315 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2316 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2317 This information can be queried by either iterating over all
2318 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2319 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2320
2321         int isl_vertices_foreach_vertex(
2322                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2323                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2324                 void *user);
2325
2326         int isl_vertices_foreach_cell(
2327                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2328                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2329                 void *user);
2330         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2331                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2332                 void *user);
2333
2334 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2335 the following.
2336
2337         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2338                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2339         int isl_vertices_get_n_vertices(
2340                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2341         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2342
2343 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2344
2345         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2346         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2347         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2348                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2349         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2350                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2351         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2352
2353 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2354 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2355 of the vertex.
2356 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2357 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2358 and should not be mixed with integer sets.
2359
2360 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2361
2362         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2363         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2364                 __isl_keep isl_cell *cell);
2365         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2366
2367 =head1 Applications
2368
2369 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2370 it also contains some basic applications that use some
2371 of the functionality of C<isl>.
2372 The input may be specified in either the L<isl format>
2373 or the L<PolyLib format>.
2374
2375 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2376
2377 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2378 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2379 The first column in the output is the denominator and is always
2380 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2381 then a vector of length zero is printed.
2382
2383 =head2 C<isl_pip>
2384
2385 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2386 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2387 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2388 of constraints on a parametric polyhedron.
2389 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2390 (but before the final constant column).
2391 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2392 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2393 is just a dump of the internal state.
2394
2395 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2396
2397 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2398 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2399 If an affine objective function
2400 is given, then the constant should appear in the last column.
2401
2402 =head2 C<isl_polytope_scan>
2403
2404 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2405 all integer points in the polytope.
2406
2407 =head1 C<isl-polylib>
2408
2409 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2410 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2411 The library is distributed separately for licensing reasons.
2412
2413         #include <isl_set_polylib.h>
2414         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2415                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2416         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2417                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2418         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2419                 __isl_take isl_dim *dim);
2420         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2421
2422         #include <isl_map_polylib.h>
2423         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2424                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2425         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2426                 __isl_take isl_dim *dim);
2427         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2428                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2429         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);